【源码】基于Verilator的MIPS处理器仿真器

项目简介

本项目是基于Verilator的MIPS处理器仿真器，借助软件模拟的方式来验证与调试MIPS处理器的硬件设计。它支持功能测试、性能测试和性能差分测试等多种测试模式，还具备详细的参数配置选项，可让用户进行定制化仿真。

项目的主要特性和功能

1. 快速仿真：借助Verilator高效仿真引擎，实现快速硬件仿真，利于快速调试与验证。
2. 轻量级环境：不依赖Vivado等大型EDA工具，仅需Verilator和gtkwave，软件包体积小，方便部署与使用。
3. 多种测试模式：支持功能测试、性能测试和性能差分测试，满足不同仿真场景需求。
4. 波形输出：能生成仿真过程的波形图，便于分析和调试硬件行为。
5. 参数配置：提供丰富命令行参数，可配置仿真模式、测试点、波形输出等。
6. 兼容性：虽不支持Xilinx IP核，但有替代方案，保证仿真环境的灵活性与可扩展性。

安装使用步骤

环境准备

• 安装Verilator和gtkwave。
• 将CPU代码放置到相对于本文件夹的../../mycpu文件夹中。

编译代码

• 在本文件夹（即verilator/axi）下，使用make命令完成编译。
• 编译结果位于obj_dir/Vmycpu_top。

运行仿真

• 运行功能测试，并输出波形图最长1e9的时间： bash ./obj_dir/Vmycpu_top -func -trace 1000000000
• 运行性能测试的第3个程序并打印串口以及输出波形图： bash ./obj_dir/Vmycpu_top -perfdiff -prog 3 -trace 100000000 -uart
• 运行完整性能测试得到IPC分数： bash ./obj_dir/Vmycpu_top -perf

参数说明

• -func：运行功能测试（带trace比对）。
• -perf：运行性能测试。
• -perfdiff：运行性能测试的差分测试模式。
• -trace [trace时间]：输出波形图，功能测试输出到trace.vcd，性能测试输出到trace-perf-[性能测试点编号].vcd。
• -uart：打印confreg串口，用于性能测试中输出测试程序的标准输出。
• -prog [1-10]：设置性能测试的测试点编号。
• -axifast：关闭AXI延迟，运行更快，但得分将与上板结果可能存在显著差异。
• -perfonce：性能测试每个测试点只运行一次，仅用于Debug。
• -diffuart：对比串口输出结果，用于调试Uncached访存。

下载地址

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