b. G233 Datasheet
基本介绍
G233 是为 QEMU 训练营定制的虚拟板卡，具体介绍如下：
板卡示意图：
+------------------------------------------------------------------------------+
| G233 Board Architecture Diagram |
| |
| +-----------------+ +--------------------+ +-----------------+ |
| | DRAM | <---> | riscv.g233.cpu | <---> | MROM | |
| | 0x8000_0000 | | - RVA23 | | 0x0000_1000 | |
| | 0xBFFF_FFFF | | - Other Extensions | | 0x0000_2FFF | |
| +-----------------+ +----------+---------+ +-----------------+ |
| | |
| +-------------------+-------------------+ |
| | | | |
| +-------v-------+ +-------v-------+ +-------v-------+ |
| | PLIC | | CLINT | | PL011 | |
| | 0x0C00_0000 | | 0x0200_0000 | | 0x1000_0000 | |
| | 0x0FFF_FFFF | | 0x0200_BFFF | | 0x1000_0FFF | |
| +--------+------+ +--------+------+ +---------------+ |
| | | |
| +--------v------+ +--------v------+ +---------------+ |
| | GPIO | | PWM | | | |
| | 0x1001_2000 | | 0x1001_5000 | | Other | |
| | 0x1001_20FF | | 0x1001_5FFF | | | |
| +---------------+ +---------------+ +---------------+ |
| |
| Bus Fabric / AXI/LIB |
| |
+------------------------------------------------------------------------------+
板卡基本参数：
| address space | name | desc |
|---|---|---|
| - | riscv.g233.cpu | RISC-V G233 CPU 核心 符合 RISC-V ISA RVA23 标准，并扩展了自定义指令集，用于 QEMU 训练营教学实践。 |
0x00001000 0x00002fff |
riscv.g233.mrom | Machine Read-Only Memory (MROM) 存储芯片启动时的固件或引导代码（Boot ROM），内容在出厂时固化，不可修改，用于初始化 CPU 和加载下一阶段引导程序。 |
0x02000000 0x02003fff |
riscv.aclint.swi | ACLINT Software Interrupts (MSWI) 用于核间通信和软件触发的中断，支持 RISC-V 的 Machine-mode 软件中断，常用于操作系统中核间调度或同步操作。 |
0x02004000 0x0200bfff |
riscv.aclint.mtimer | ACLINT Machine Timer (MTIME) 提供高精度定时器功能，用于实现 rdtime 指令、时间片调度、超时控制等，是 RISC-V 标准计时器模块（MTimer）的实现。 |
0x0c000000 0x0fffffff |
riscv.sifive.plic | SiFive Platform-Level Interrupt Controller (PLIC) 管理外部中断的优先级和分发，支持多个中断源和多个中断优先级，负责将外部设备中断路由到合适的 CPU 核心。 |
0x10000000 0x10000fff |
riscv.pl011 | PL011 UART 控制器 兼容 ARM PL011 的串行通信接口，用于调试输出、终端通信等，常用于打印日志和交互式调试。 |
0x10012000 0x100120ff |
sifive_soc.gpio | General Purpose Input/Output (GPIO) 通用输入输出接口，可用于控制 LED、按键、传感器等外设，支持配置引脚方向、电平读写等基本操作。 |
0x10015000 0x10015fff |
riscv.g233.pwm0 | Pulse Width Modulation (PWM) 控制器 用于生成可调占空比的方波信号，常用于控制电机速度、LED 亮度调节、电源管理等模拟信号控制场景。 |
0x80000000 0xbfffffff |
riscv.g233.ram | Main DRAM (Dynamic Random Access Memory) 主内存区域，用于运行操作系统、应用程序和存储运行时数据，是系统主要的可读写存储空间。 |
扩展指令
DMA 转置指令：dma
该指令将一个 FP32 精度的二维矩阵，从 rs1 指向的内存地址，转置以后，搬运到 rd 指向的内存地址。
该指令遵循 R-type 格式。
31 25 24 20 19 15 14 12 11 7 6 0
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
| func7 | rs2 | rs1 | funct3 | rd | opcode| R-type
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
6 6 0x7b
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
| 0000110 | rs2 | rs1 | 110 | rd |1111011| dma
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
rs1: 源矩阵在内存中的起始地址rs2: 矩阵的规模：为 0 时，MxN=8x8；为 1 时，MxN=16x16；为 2 时，MxN=32x32rd: 目的矩阵在内存中的地址
冒泡排序指令：sort
该指令将一个 INT32 类型的数组，进行冒泡排序，可以指定数组大小和参与排序的数量
该指令遵循 R-type 格式。
31 25 24 20 19 15 14 12 11 7 6 0
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
| func7 | rs2 | rs1 | funct3 | rd | opcode| R-type
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
22 6 0x7b
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
| 0010110 | rs2 | rs1 | 110 | rd |1111011| sort
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
rs1: 被排序数组在内存中的起始地址rs2: 数组的大小rd: 参与排序的数量
压缩指令：crush
将一个格式为 8bit 的数组中的每个元素的低 4bit 抽出来，两两打包进一个 8bit，然后存放到一个新的数组当中。
伪代码：
dst[0] = src[0] & 0xf;
dst[0] |= (src[1] & 0xf) << 4;
该指令遵循 R-type 格式。
31 25 24 20 19 15 14 12 11 7 6 0
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
| func7 | rs2 | rs1 | funct3 | rd | opcode| R-type
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
38 6 0x7b
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
| 0100110 | rs2 | rs1 | 110 | rd |1111011| crush
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
rs1: 被打包数组在内存中的起始地址rs2: 被打包数组的元素数量rd: 打包后新数组在内存的起始地址
解压指令：expand
将一个格式为 8bit 的数组中的每个元素，按照 4bit 大小拆分进两个 8bit 元素中，然后放到一个新的数组当中。
伪代码：
dst[0] = src[0] & 0xf;
dst[1] = (src[0] >> 4) & 0xf;
该指令遵循 R-type 格式。
31 25 24 20 19 15 14 12 11 7 6 0
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
| func7 | rs2 | rs1 | funct3 | rd | opcode| R-type
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
54 6 0x7b
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
| 110110 | rs2 | rs1 | 110 | rd |1111011| expand
+---------+--------+--------+----------+-------------------+-------+
rs1: 被解包数组在内存中的起始地址rs2: 被解包数组的元素数量rd: 解包后新数组在内存的起始地址