RISC-V中断与异常处理在FPGA中的实现

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RISC-V中断与异常概述

中断与异常的基本概念 · RISC-V特权架构简介 · 中断与异常在RISC-V中的角色

RISC-V异常类型详解

同步异常（指令异常、数据异常、环境调用）· 精确异常与不精确异常

RISC-V中断类型详解

外部中断（PLIC）· 定时器中断（CLINT）· 软件中断（IPI）

中断PLICCLINT

RISC-V特权模式与异常处理

机器模式(M-mode) · 监管模式(S-mode) · 用户模式(U-mode) 异常处理差异

特权级模式

RISC-V异常处理流程

异常发生 · 异常向量表(mtvec/stvec) · 现场保存(mepc/mcause/mstatus) · 异常返回(mret/sret)

流程向量表

RISC-V中断处理流程

中断使能(MIE/SIE) · 中断优先级 · 中断嵌套 · 中断返回

RISC-V PLIC详解

PLIC架构 · 中断源管理 · 中断优先级 · 使能与挂起 · 中断目标与通知

RISC-V CLINT详解

CLINT架构 · mtime/mtimecmp寄存器 · 定时器中断配置 · 软件中断触发

RISC-V异常向量表设计

mtvec寄存器 · 向量模式与直接模式 · 异常向量表在FPGA中的实现

RISC-V中断向量表设计

stvec寄存器 · 中断向量表在S-mode下的配置 · 中断向量表重定向

中断向量S-mode

RISC-V异常现场保存与恢复

mepc/mcause/mtval/mstatus保存与恢复 · 栈操作 · 上下文切换

现场上下文

RISC-V中断现场保存与恢复

中断嵌套现场保存策略 · 中断栈设计 · 快速中断响应

RISC-V中断与异常优先级

异常优先级定义 · 中断优先级定义 · 优先级抢占规则

优先级抢占

RISC-V中断嵌套实现

中断嵌套使能 · 嵌套中断现场保存 · 嵌套深度控制

RISC-V NMI（不可屏蔽中断）处理

NMI触发条件 · NMI处理流程 · NMI在FPGA中的实现

异常处理在FPGA中的硬件实现

异常检测逻辑 · 异常向量表ROM/RAM实现 · 异常处理状态机

硬件状态机

中断处理在FPGA中的硬件实现

中断检测逻辑 · PLIC/CLINT的RTL实现 · 中断分发逻辑

中断与异常处理的软件编程

裸机中断服务程序 · 中断向量表初始化 · 中断使能与禁能

RISC-V FreeRTOS中断与异常处理

FreeRTOS中断配置 · 临界区保护 · 中断与任务切换

RISC-V Linux中断与异常处理

Linux中断子系统 · 设备树中断配置 · 中断处理流程

中断与异常性能优化

中断延迟优化 · 异常处理效率优化 · 中断聚合与批处理

中断与异常调试技术

GDB调试中断/异常 · 硬件断点与观察点 · 异常回溯

中断与异常测试验证

中断/异常测试用例设计 · FPGA在线调试 · 覆盖率分析

RISC-V多核中断与异常处理

多核中断分发 · 核间中断(IPI) · 多核异常同步

虚拟化中的中断与异常处理

虚拟化异常处理(HS-mode) · 虚拟中断(VS-mode) · IOMMU中断重映射

虚拟化HS-mode

中断与异常安全设计

中断安全编程规范 · 异常安全处理 · 故障隔离

中断与异常在AI加速器中的应用

AI加速器中断设计 · 异常处理在推理中的应用

中断与异常在IoT设备中的应用

低功耗中断设计 · 事件驱动异常处理

中断与异常在实时系统中的应用

硬实时中断响应 · 确定性异常处理

实时确定性

综合项目实战：FPGA中断/异常系统

基于FPGA的RISC-V中断/异常处理系统设计、实现与验证

项目实战FPGA