PDU 使用手册

更新

2025-04-09 更新：PDU_v3 现已发布在这里，欢迎大家使用，使用方法见 github 仓库的 README.md ，欢迎各位使用并提出问题和建议，使用 PDU_v2 和 PDU_v3 的同学都能通过实验检查。

更新

2024-04-10 更新：将时钟频率降为 25MHz；增加了缓冲区大小。

简介

PDU 是为了本学期组成原理实验而开发设计的板上控制单元。它可以接收来自用户的串口指令，将其解码并完成对应的操作，同时也可以获取 CPU 运行时的数据，并通过串口反馈给用户。

可能存在的问题

目前在串口写入时，如果序列过长，可能导致串口崩溃。如果遇到这种情况，请通过 sw7 手动刷新串口。正常情况下，每一次命令最后都会以 User: 的提示符结尾。如果遇到了其他问题，欢迎在本界面的评论区或 QQ 群中指出。

支持命令

串口读写命令

提示

在使用 RI、RD、RR 命令时，可以在命令后面添加一个换行符 \n，从而避免出现乱码。例如：读取 32 个寄存器堆，可以输入 RR 0 32;\n（这里的 \n 是换行符！）。

RI [base]_16 [length]_10;

该命令从 base 地址开始，从指令存储器中读取连续的 length 个存储单元，并将结果显示在串口上。

length 的长度不超过 64。

e.g.    
    RI 0 10;
    将会显示 0x0~0x24 十个存储单元的数据

RD [base]_16 [length]_10;

该命令从 base 地址开始，从数据存储器中读取连续的 length 个存储单元，并将结果显示在串口上。

length 的长度不超过 64。

RR [base]_16 [length]_10;

该命令从 base 地址开始从寄存器堆中读取连续的 length 个存储单元，并将结果显示在串口上。

length 的长度不超过 64。

e.g.    
    RR 0 10; 
    将会显示 R0 ~ R9 十个寄存器的数据

WI [base]_16 [length]_10 [code]_16;

该命令从 base 开始写入指令存储器连续的 length 个存储单元。后续的 code 以空格或换行符作为分隔，以分号结束。如果 code 的数目小于 length 的数目，则剩下的地址自动写 0。

length 的长度无限制。

e.g.    
    WI 0 2 1234 1235;
    写入操作为：
        M[0x0] <- 0x1234
        M[0x4] <- 0x1235

    WI 4 3 1234;
    写入操作为：
        M[0x4] <- 0x1234
        M[0x8] <- 0x0
        M[0xC] <- 0x0

我们也可以使用换行代替空格。请注意：不能引入多余的空格，否则会导致解码器解码错误！

e.g.
    WI 0 3
    1234
    1235
    1236;
    写入操作为：
        M[0x0] <- 0x1234
        M[0x4] <- 0x1235
        M[0x8] <- 0x1236

WD [base]_16 [length]_10 [code]_16;

该命令从 base 开始写入数据存储器连续的 length 个存储单元。后续的 code 以空格或换行符作为分隔，以分号结束。如果 code 的数目小于 length 的数目，则剩下的地址自动写 0。

length 的长度无限制。

断点命令

断点实现的基本原理是：当 CPU 产生 commit 信号时，PDU 会将 CPU 的 commit_pc 与 PDU 内部存储的断点进行比对，从而判断是否达到了断点。

BS [addr0]_16 [addr1]_16 [addr2]_16;

该命令会设置断点，后两个参数是可选的。PDU 允许至多设置三个不同的断点，并始终侦测 CPU 是否运行到了 bp0 的地址。断点无法被覆盖，只可以触发或删除。

e.g.
    BS 1000 2000;

    会设置断点为 
        bp0 <- 0x1000
        bp1 <- 0x2000

    如果此时再次输入
    BS 3000 4000 5000;
    此时前两个断点地址已经被占用，故会设置断点为
        bp2 <- 0x3000

    如果 CPU 到达了 bp0 的地址，则接下来 bp0 会自动变为 bp1，bp1 会自动变为 bp2，bp2 会被自动清除。
    即：
        bp0 <- bp1
        bp1 <- bp2
        bp2 <- invalid

BL;

该命令可以查询当前已设置的断点。

BC;

该命令会清除所有的断点。

CPU 命令

R;

连续运行命令。此时 CPU 将持续运行，直到达到断点、运行完成或用户中断。

S;

单步运行命令。

H;

强制停机命令。该命令将中断 CPU 的连续运行状态。

MMIO

PDU 还提供了 MMIO 的功能。相关地址映射规则如下：

0xFFFF0008：该地址单元的低 8 位对应 led[7:0]。