QtRVSim - výukový simulátor architektury RISC-V

QtRVSim je simulátor a nástroj k vizualizaci zpracování instrukcí procesorem s architekturou RISC-V. Jedná se o architekturu, kterou navrhli studenti prof. Pattersona (především Krste Asanović z University of California, Berkeley) a je nyní vyvíjená v rámci organizace RISC-V Foundation (https://riscv.org/). Výhodou je moderní a komunitou diskutovaný návrh kódování, zároveň specifikace není zatížená patenty a licenčními poplatky.

Výukový simulátor QtRVSim umožňuje zvolit mezi více možnými způsoby zpracování instrukcí od jednoduché jednocyklové architektury až po plně zřetězené (pipeline) zpracování v pěti stupních. Přitom je možné volit mezi řešením hazardů formou pozastavení nebo, kde je to možné, formou přeposílání výsledků. Pro demonstraci datových hazardů je k dispozici i konfigurace zřetězeného zpracování bez detekce a řešení hazardů. Program dále umožňuje konfigurovat vyrovnávací paměti (cache) jak pro čtení instrukcí tak pro čtení i zápis dat. Obsah a struktura vyrovnávacích pamětí je opět graficky znázorněna stejně jako jsou barevně zvýrazněné buňky paměti, jejich obsah se nachází v dané chvíli ve vyrovnávací paměti.

Simulátor staví na diplomovém projektu Ing. Karla Kočího, který byl původně zaměřený na architekturu MIPS (projekt QtMisp). V jeho diplomové práci Graphical CPU Simulator with Cache Visualization lze nalézt analýzu alternativních simulátorů architektury MIPS, popis objektového návrhu simulátoru a návod jak simulátor QtMips používat. Přestavbu simulátoru na zpracování instrukční sady RISC-V (specifikace viz https://riscv.org/technical/specifications/) měl za úkol pan Max Hollmann. Přestavbu paměťového modelu, grafické reprezentace, balíčkování a další úpravy provedl Jakub Dupák (dokumentované v rámci bakalářské práce Graphical RISC-V Architecture Simulator - Memory Model and Project Management).

• Stránky projektu https://github.com/cvut/qtrvsim
• Online verze https://comparch.edu.cvut.cz/qtrvsim/app
• Binární balíčky https://github.com/cvut/qtrvsim/releases

Na adrese https://launchpad.net/~qtrvsimteam/+archive/ubuntu/ppa jsou k dispozici binární balíčky. Rychlá instalace:

sudo add-apt-repository ppa:qtrvsimteam/ppa
sudo apt-get update
sudo apt-get install qtrvsim

Binární archivy pro MAC OS a Windows jsou k dispozici na release stránce projektu https://github.com/cvut/qtrvsim/releases

Pro Suse Linux, Debian a další GNU/Linux distribuce jsou k dispozici balíčky https://software.opensuse.org/download.html?project=home%3Ajdupak&package=qtrvsim.

Online https://comparch.edu.cvut.cz/qtrvsim/app.

Na stránce spoluautora https://dev.jakubdupak.com/qtrvsim.