RISC-V_computer_architecture

Studyroom for RISC-V Computer Architecture

Textbook

Title	Writer	Publisher	Translate	Development Arch
원리부터 설계까지 쉽고 명확한 컴퓨터구조	서태원	도서출판 홍릉	-	RISC-V
컴퓨터 구조 및 설계	David A.Patterson JohnL. Hennessy	한티미디어	박명순 외 3명	MIPS

Summury

Terms

ALU: Arithmetic Logical Unit  
ISA: Instruction Set Architecture
RISC: Reduced Instruction Set Computer
CISC: Complex Instruction Set Computer
PC: Program Count (프로세서가 사용할 명령어 address 위치 포인터 레지스터 in RISC)
IP: Instruction Point (프로세서가 사용할 명령어 address 위치 포인터 레지스터 in CISC)

Chapter1. 컴퓨터 구조의 이해

• 컴퓨터 구성 요소 5가지

  1. Input
  2. Output
  3. Memory
  4. Data path (Part of Processor)
  5. Control unit (Part of Processor)

• 컴퓨터 구조

  Memory - CPU - Peripheral (I/O Device)

  • CPU
    범용레지스터 (General Purpose Register),
    PC (Program Counter, in RISC-V),
    ALU (Arithmetic Logical Unit)
    으로 구성되어있다.

  • Memory
    CPU가 수행할 명령어들을 Load해놓고 대기하는 Table이다.
    어셈블리 명령어들이 저장되어있다.
    기본 주소 접근단위는 1byte이다.

  • Peripheral (I/O Device)
    컴퓨터 주변장치들을 모두 Peripheral이라고 부른다.
    GPU, USB, Monitor등등이 있다.

• RISC vs CISC

  	CISC	RISC
  명령어	Simple to complex instructions	Simple instructions
  명령어 길이	Variable	Fixed
  명령어 개수	Many	Reduced
  메모리 접근	Memory to Memory 연산 지원	load/store 명령어만 접근 가능
  컴파일된 프로그램 크기	Small	Large
  하드웨어 복잡도	High	Low

• 32-bit / 64-bit Architecture?

  컴퓨터가 한 번에 연산할 수 있는 데이터(register) 크기

• CPU의 정수 대/소 비교

  비교대상의 자료형태를 Signed-Signed / Unsigned-Unsigned처럼 통일해야만 한다.
  뺄셈을 이용해(A - B, Calculated by ALU) 상태레지스터(Flag)를 설정하고, 대/소를 비교한다.

  Status	Flag (RISC-V)	Description
  Zero	Z	A - B = 0 즉, A == B
  Negative	N	A - B < 0 (Signed/Unsigned 무관)
  Carry	C	1: Unsigned Overflow 0: Unsigned Underflow
  Overflow	V	if V == 1: Signed Overflow or Signed Underflow

Chapter 2. 개발환경구축

ModelSim 설치 in Linux

• 32-bit 개발 플랫폼 설치
  ModelSim은 32비트 플랫폼이므로, 32비트 개발 플랫폼을 설치해야함.
  (Redhet 계열은 dpkg --> rpm, apt-get --> yum으로 변경해서 실행)

user@linux:$ vim install_32bit_lib.sh

#install_32bit_lib.sh
sudo dpkg --add-architecture i386
sudo apt-get update
sudo apt-get install libc6:i386 libncurses5:i386 libstdc++6:i386 lib32ncurses6 libxft2 libxft2:i386 libxext6 libxext6:i386 

user@linux:$ chmod 770 install_32bit_lib.sh
user@linux:$ ./install_32bit_lib.sh

• ModelSim 설치파일 다운로드 (from Intel)
  ModelSim for Linux Download Link

• .run파일 실행

user@linux:$ chmod 777 ModelSimSetup-*.run
user@linux:$ ./ModelSimSetup-*

Quartus 설치 in Linux

• Quartus 설치파일 다운로드(from Intel)
  Quartus Prime Lite for Linux Download Link

• tar 압축 해제 & 설치파일 실행

user@linux:$ tar -xf Quartus-*
user@linux:$ ./setup.sh