[發(fā)明專利]一種基于FPGA的RISC-V處理器上的實時操作系統(tǒng)移植方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010375612.4
• 申請日: 2020-05-07
• 公開（公告）號: CN111913740A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 鄧紫珊;王憶文;翟亞紅
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F8/76
• 分類號: G06F8/76;G06F8/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請?zhí)峁┝艘环N基于FPGA的RISC?V處理器上的實時操作系統(tǒng)移植方法，其中，所述實時操作系統(tǒng)為開源FreeRTOS。基于FreeRTOS的源碼編寫例程，在一個基于FPGA的RISC?V處理器上，以上傳所述例程的方式，實現(xiàn)了FreeRTOS的移植，提高了RISC?V處理器處理任務時的效率，方便了設計者對RISC?V處理器的應用程序的開發(fā)，豐富了FreeRTOS的可移植性。

技術領域

本發(fā)明涉及RISC-V處理器及其RTOS應用領域，特別涉及針對基于FPGA的RISC-V處理器上的實時操作系統(tǒng)移植。

背景技術

當今占據(jù)著主導地位的指令集架構x86的指令數(shù)量不斷增長，其昂貴和冗余的特點使越來越多的設計者轉向了開源的簡潔的RISC-V架構。而操作系統(tǒng)提供的服務可以使設計者們在編寫應用程序時速度更快、方式更簡單并且更易于維護。目前已有的采用FreeRTOS的RISC-V應用中，尚沒有基于Arty A7 FPGA開發(fā)板上實現(xiàn)的Rocket Chip處理器的實時操作系統(tǒng)移植方法，難以滿足設計者們的開發(fā)需求。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到上述背景，本發(fā)明提供了一種基于FPGA的RISC-V處理器上的實時操作系統(tǒng)移植方法，提高了所述處理器處理任務時的效率，方便了設計者對所述處理器的應用的開發(fā)，豐富了FreeRTOS的可移植性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：

一種基于FPGA的RISC-V處理器上的實時操作系統(tǒng)移植方法，其特征在于，將開源的RTOS代碼針對基于FPGA的RISC-V處理器編寫例程，其中，所述FPGA為Arty A7 FPGA開發(fā)板；

在所述FPGA上實現(xiàn)了一個RISC-V處理器，所述處理器由開源的Rocket Chip生成器生成；

利用所述處理器運行了一個實時操作系統(tǒng)，所述實時操作系統(tǒng)為開源的FreeRTOS。

所述的實時操作系統(tǒng)移植方法包括，基于FreeRTOS提供的RISC-V接口應用示例，針對基于FPGA的RISC-V處理器對項目文件作出一定的修改和調(diào)整，主要包括以下步驟：

步驟1、修改和調(diào)整項目的RISC-V接口文件；

步驟2、定義和設置中斷堆棧；

步驟3、修改和調(diào)整項目配置和內(nèi)存管理；

步驟4、在主程序中添加相關的測試程序。

在上述的實時操作系統(tǒng)移植方法中，所述步驟1中修改的接口文件均包含在FreeRTOS/Source/Portable/GCC/RISC-V目錄中，包括：port.c、portmacro.h和portASM.S文件。

在所述步驟1中修改的接口文件中，所述port.c文件中包含了對當前所有的支持的RISC-V芯片通用的代碼，所述文件伴隨一個相應的頭文件portmacro.h，和一個GCC所需的匯編器文件portASM.S，所述接口文件主要包含基本的中斷和異常相關配置的底層函數(shù)聲明，需要針對基于FPGA的RISC-V處理器以及測試任務的需求進行修改和調(diào)整。

在上述的實時操作系統(tǒng)移植方法中，所述步驟2中的中斷堆棧主要在項目底層文件，也就是C啟動文件和鏈接腳本中進行定義和設置。

在所述步驟2中修改的項目底層文件中，需要基于所述重新定義中斷堆棧所使用的內(nèi)存地址，使調(diào)度程序啟動前主程序所調(diào)用的堆棧可以在調(diào)度程序啟動后作為中斷堆棧被復用。