面向RISC-V处理器五级流水线数据通路,设计了基于FPGA的RISC-V指令集子集RV32I的指令译码电路。电路分为主译码电路和程序计数器输入选择(PCSel)译码电路,使用Verilog HDL编程设计,并进行了系列优化:使用时序约束工具分析时序状态,设定约束后对电路进行综合,降低电路延迟;利用无关项化简组合逻辑,减少模块输入输出项,减少电路级联;构建独立的32位串并行数值比较器;插入流水线,提高电路工作频率。电路基于FPGA芯片CycloneⅣEP4CE6F17C6进行设计,使用Quartus Prime 17.1对电路进行仿真,仿真结果表明:在Slow 1200 m V 85℃条件下,指令译码电路达到295.6 MHz的工作频率,相比同类设计具有高速和低资源消耗的特点。
