本SDU经过我们多次调试和使用，已经验证其正确性和稳定性，如有同学在使用的过程中遇到任何问题欢迎咨询组员！
请尤其注意文档在LD部分提到的的文件格式！！！
SDU小组成员：
PB21111706 常文正 PB21111725 于硕 PB21111708 刘睿博 PB21111742 王以勒 PB21111696 闫泽轩
这个巨大的工程耗费了我们大量的时间精力，感谢所有组员对SDU的贡献。
SDU：Serial Debug Unit，通过串口对CPU进行调试
- 控制运行方式：单周期或者支持断点的连续运行
- 查看运行状态：数据通路状态、寄存器堆和存储器内容
- 加载存储器：初始化指令存储器和数据存储器
RX：Receiver，接收器
DCP：Debug Command Processing，调试命令处理
TX：Transmitter，发送器
将本SDU文件夹import到工程中后，RTL电路应该长这样：
工作时钟：clk_cpu
当前执行指令指针：pc_chk
数据通路：npc, pc, ir, …
寄存器堆：addr, dout_rf
存储器：addr, dout_dm, dout_im
写时钟：clk_ld
写地址：addr
写数据：din
写使能：we_dm, we_im
CPU和SDU之间的连线我已经在最顶层模块文件中标识出各条线的含义，注意阅读（尤其是addr往后的部分）
wire clk_cpu;
wire [31:0] pc_chk; //用于SDU进行断点检查，在单周期cpu中，pc_chk = pc
wire [31:0] npc; //next_pc
wire [31:0] pc;
wire [31:0] IR; //当前指令
wire [31:0] IMM; //立即数
wire [31:0] CTL; //控制信号，你可以将所有控制信号集成一根bus输出
wire [31:0] A; //ALU的输入A
wire [31:0] B; //ALU的输入B
wire [31:0] Y; //ALU的输出
wire [31:0] MDR; //数据存储器的输出
/*
addr是SDU输出给cpu的地址，
cpu根据这个地址从ins_mem/reg_file/data_mem中读取数据，三者共用一个地址！
注意，这个地址是你在串口输入的地址，不需要进行任何处理，直接接入cpu中的对应模块即可
dout_rf 是从reg_file中读取的addr地址的数据
dout_dm 是从data_mem中读取的addr地址的数据
dout_im 是从ins_mem中读取的addr地址的数据
din 是SDU输出给cpu的数据，cpu需要将这个数据写入到addr地址对应的存储器中
we_dm 是数据存储器写使能信号，当we_dm为1时，cpu将din中的数据写入到addr地址对应的存储器中
we_im 是指令存储器写使能信号，当we_im为1时，cpu将din中的数据写入到addr地址对应的存储器中
clk_ld 是SDU输出的用于调试时写入ins_mem/data_mem的时钟，要跟clk_cpu区分开，这两个clk同时只会有一个在工作
debug 是调试信号，当debug为1时，cpu的ins_mem和data_mem应使用clk_ld时钟，否则使用clk时钟
*/
wire [31:0] addr;
wire [31:0] dout_rf;
wire [31:0] dout_dm;
wire [31:0] dout_im;
wire [31:0] din;
wire we_dm;
wire we_im;
wire clk_ld;
wire debug;•控制运行方式
– T：Step, CPU单步运行，运行1个时钟周期即停止
– B：Breakpoint, 设置/删除/查看断点，最多可有2个断点
– G：Go, CPU连续运行，遇到断点或收到停止命令H则停止
– H：Halt, 停止CPU运行
•查看运行状态
– P： Datapath, 查看数据通路状态
– R：Register File, 查看寄存器堆内容
– D：Data Memory, 查看数据存储器内容
– I：Instruction Memory, 查看指令存储器内容
•加载存储器
– LI：Load Instruction, 将程序加载至指令存储器
– LD：Load Data, 将数据加载至数据存储器
- P：Datapath, 查看数据通路状态 依次输出数据通路中npc, pc, ir, ctl, a, b, imm, y, mdr等内容 电脑端显示格式：NPC = xxxx_xxxx PC = yyyy_yyyy ……
- R：Register File, 查看寄存器堆内容 addr从0递增，依次输出dout_rf，即寄存器堆32个寄存器内容 电脑端显示格式：R0 = 0000_0000 R1= xxxx_xxxx ……
- D [a]：Data Memory, 查看数据存储器内容 a为16进制起始字地址，缺省时为上次查看结束地址 (复位时为0) addr从a递增，依次输出dout_dm，即数据存储器地址a开始8个字 电脑端显示格式： D-xxxx_xxxx: yyyy_yyyy zzzz_zzzz ……
- I [a]：Instrction Memory, 查看指令存储器内容 其他同上，依次输出dout_im，即指令存储器地址a开始8个字 电脑端显示格式： I-xxxx_xxxx: yyyy_yyyy zzzz_zzzz ……
多次使用D指令，可以看到在没有参数的情况下，会默认每次从上一次结束的地址开始新一轮的输出：
加入参数，注意参数必须写满8位（16进制）的地址，即可从指定地址开始输出：
这里以D指令为例，其他指令同理。
-
T：Step，CPU单步运行 输出1个clk_cpu周期后，执行P命令，显示数据通路状态
-
B [a]：Breakpoint，设置/删除/查看断点 a为可选的16进制断点，B：显示所有断点，最多可有2个断点
-
B a：
如果当前断点中不存在a，且未满2个断点，则设置a断点；如果当前断点中已有a，则删除之；无论如何均显示所有断点
-
G：Go，CPU连续运行 输出1个clk_cpu周期后，检查pc_chk是否等于断点，以及是否接收到停止命令H 如果结果均为否，则重复上述过程，否则执行P命令，显示数据通路状态
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H：Halt，CPU停止运行 如果执行G命令时，CPU运行不止，H命令可强制停止
使用T指令单走一个周期：
设置断点为0000000C：（初始状态下两个断点默认都是FFFF-FFFF，注意这个断点设置必须要为4的倍数，因为pc每次加4，所以如果不设置为4的倍数断点设置就是无效的)
输入G指令，让cpu开始跑，在断点0000-000C处自动停止并输出数据通路。
- LI 文本文件：Load Instruction, 加载指令存储器 机器码程序存储在文本文件中，每行对应一条16进制指令码 addr从0开始递增，din依次为文件一行数据，we_im = 1，clk_ld产生一个脉冲，写入指令存储器一条指令，直至文件结束（空白行） 全部写入结束后，电脑端输出：Finish
- LD文本文件：Load Data, 加载数据存储器 数据存储在文本文件中，每行对应一条16进制数据字 addr从0开始递增，din依次为文件一行数据，we_dm = 1，clk_ld产生一个脉冲，写入数据存储器一个数据，直至文件结束（空白行） 全部写入结束后，电脑端输出：Finish
注意：运行加载命令或使用加载数据前务必复位系统！
以LD示意，LI同理，先用D指令查看data_mem中数据是什么样子的：
然后输入LD指令，直接点击发送
这个时候发现SDU没有动静，这是因为LD需要配合发送含有data的文件才能执行：
！！！注意，输入的文件必须满足以下格式：
- 必须是8位16进制数据
- 必须在文件结尾加入至少3个回车（为了加强文件结束的判断，代码实现是通过判断3个回车来判断文件结束的）
点击发送文件，显示Finish（如果没有Finish请检查文件格式，在文件结尾多打几个回车，多多益善）
再次D查看数据存储器，发现数据已被写入：
注意，数据写入只会覆盖，不会把后续的数据全部清零！
直接将文件夹new添加到工程中
选择new文件夹即可，添加后工程目录应该如下所示：
其中SDU_top为包含了你自己的单周期CPU和SDU调试单元的最顶层模块，其中CPU和SDU的所有接线已经为你接好了，只需要你把SDU_top中的CPU模块替换成自己的CPU模块。
改好CPU后，你的RTL电路应该长成这样：
再添加文件夹中的uart.xdc文件，烧录bitstream即可上板测试:
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打开文件夹中的PC端异步串行通信程序_XCOM_V2.0.exe，打开后界面如下：
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可以使用单条发送，不过每次更改指令需要不断重新输入比较麻烦，在实际使用中，多条发送比较方便：（但并不是真的单条发送，实际上还是一次只发送一条指令）
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之后就可以愉快的开始调试了~😄
