Anccend
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- 新增 cpu21_board_top.v：上板顶层。处理器顶层暴露了 775 位调试端口，直接作为
实现顶层会因 IO 超限无法布局布线（[Place 30-415] IO Placement failed due to
overutilization），本模块只引出板上真正需要的 23 个引脚
（clk100 / rst_n / go / irq_sw[2:0] / led[15:0] / led_we）。
* 100 MHz 经 CLK_DIV=16 分频到 6.25 MHz：ALU 的除法/取余是组合电路，
100 MHz 下 WNS=-84.126 ns（325 级逻辑）无法收敛，分频后 WNS=+6.083 ns。
* 分频时钟由 Vivado 自动插入 BUFG；RTL 中不例化原语，以便跨工具仿真。
* 复位同步器、片内 ROM（1024x32，组合读，`include cpu21_board_rom.vh`）、
片内 RAM（1024x32，字节写使能，只响应地址 <4KB，避免与 MMIO 地址别名）。
- 新增 cpu21_board_top.xdc：Nexys4DDR 引脚约束 + create_generated_clock。
- 新增 tools/hex2vh.py：把 hex 机器码转成 rom[i] = 32'h...; 初始化包含文件。
- 新增 testbench/programs/board_demo.asm 与 testbench/tb_board_top.v：
16 步跑马灯演示程序（通过 MMIO 写 LED）。仿真验证：默认 ROM 下首次写入
LED=0001，快速 ROM 下完整序列 0001..8000 循环。
- 新增 cpu21_board_rom.vh / cpu21_board_rom_fast.vh，由 BOARD_ROM_FAST 宏选择。
- tools/rv_asm.py：读源文件时兼容带 BOM 的 UTF-8。
- 测试资源：补齐 lui_test.expected；修正 mmio_test.expected（print 由
lui+sw 实现，本身就是一次 LED 写，共 5 次）。三个回归全部通过：
isa_test 24/24、lui_test 4/4、mmio_test 5/5。
- .gitignore：忽略 _tmp/、_vivado/、*.vcd、*.pb、*.hex.lst。
- 说明文档：模块划分表补上上板相关模块，新增“上板（Nexys4DDR + Vivado）”
章节（引脚分配、分频原因、ROM/RAM 组织、ROM 生成流程、Vivado 工程设置、
实现结果）。
实现结果：synth_design / route_design / write_bitstream 全部完成，
LUT 5400 (8.52%)、LUTRAM 512、FF 2507、DSP 12、IOB 23 (10.95%)，
bit 文件为 pipelined-cpu/pipelined-cpu.runs/impl_1/cpu21_board_top.bit
（Vivado 工程目录被 .gitignore 排除，不入库）。
52 lines
1.7 KiB
Python
52 lines
1.7 KiB
Python
#!/usr/bin/env python3
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"""把 $readmemh 格式的 hex 文件转换成 Verilog include 文件，供综合时初始化 ROM。
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用法: python tools/hex2vh.py <input.hex> <output.vh> [ROM_WORDS]
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输出内容形如（每行一条赋值，未用到的地址填 NOP 0x00000013）：
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rom[0] = 32'h00001037;
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rom[1] = 32'h00100093;
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配套 RTL 用法（见 cpu21_board_top.v）：
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initial begin
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for (i = 0; i < ROM_WORDS; i = i + 1) rom[i] = 32'h0000_0013; // NOP 填充
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`include "cpu21_board_rom.vh"
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end
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这样 ROM 内容直接跟着 RTL 走，不依赖综合时的当前工作目录，
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避免了 $readmemh 相对路径在 Vivado 综合流程里找不到文件（且只报 warning）的坑。
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"""
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import sys
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NOP = 0x00000013
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def main():
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src, dst = sys.argv[1], sys.argv[2]
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words_total = int(sys.argv[3]) if len(sys.argv) > 3 else 1024
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words = []
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with open(src, encoding="ascii") as f:
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for line in f:
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line = line.split("//")[0].strip()
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if not line:
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continue
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words.append(int(line, 16))
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if len(words) > words_total:
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raise SystemExit("程序 %d 个字，超过 ROM 容量 %d 个字" % (len(words), words_total))
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with open(dst, "w", encoding="utf-8") as f:
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f.write(" // generated by tools/hex2vh.py - do not edit by hand\n")
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f.write(" // source: %s (%d words, remaining entries filled with NOP)\n" % (src, len(words)))
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for addr in range(words_total):
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w = words[addr] if addr < len(words) else NOP
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f.write(" rom[%d] = 32'h%08X;\n" % (addr, w))
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print("已生成 %s（%d 个字，源程序 %d 个字）" % (dst, words_total, len(words)))
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main()
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