バージョン: 2025/02/20

目次:

1. SiFive Freedom について
2. Freedomのビルド（Chisel→Verilog）
3. Arty-A7用ビットストリーム作成

1. SiFive Freedom について

1.1. SiFive Freedom の概要

• • Rocket chip を搭載したオープンソース実装のプラットフォーム
• • 以下で公開
• • https://github.com/sifive/freedom
• • 2021年3月1日にコード凍結（それ以降のメンテナンスなし）
• • ２つのプラットフォーム
• • Freedom E300 RTOS 向け32bit => Arty A7に対応
• • Freedom U500 Linux 向け64bit

• • 現在は、chipyard に移行

2. Freedomのビルド（Chisel→Verilog）

2.1. Freedom の現状の課題と対応策

• • コード凍結のため、古い環境が必要（と思われる）
• • サブモジュールが存在しないURLをリンク

• • リポジトリやツールはホスト側で準備し、コンテナでビルド
• • プロジェクトフォルダをホストとコンテナで共有

2.2. dockerの利用について

• • コンテナ仮想化によるOSレベルの仮想化

ubuntu 公式イメージをそのまま使用

Dockerfile をビルドして利用

2.3. Verilog生成までの手順

2.4. freedom ファイルの取得（１）

git clone https://github.com/sifive/freedom.git

cd freedom
git submodule update --init --recursive

git submodule status --recursive

-65cc4d2748a2c2e6f2... rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/dtc
-87eea99e443b389c97... rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/pixman
-e3d05727a074619fc1... rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/roms/SLOF
-04186319181298083e... rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/roms/ipxe
-c5542f226c0d3d61e7... rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/roms/openbios
-c559da7c8eec5e45ef... rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/roms/openhackware
+99d9b4dcf27d7fbcba... rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/roms/qemu-palcode (heads/master)
-e2fc41e24ee0ada60f... rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/roms/seabios
-23d474943dcd55d055... rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/roms/sgabios
-2072e7262965bb48d7... rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/roms/u-boot
-19ea12c230ded95928... rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/roms/vgabios

2.4. freedom ファイルの取得（２）

rocket-chip/riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-qemu/.gitmodules

git submodule sync –recursive
git submodule update --init --recursive

2.4. freedom ファイルの取得（３）

rocket-chip/firrtl/project/plugins.sbt
rocket-chip/chisel3/project/plugins.sbt

以下の先頭1行を削除 （理由：URLが無効のため、エラーとなる）

resolvers += Resolver.url("scalasbt", new
URL("http://scalasbt.artifactoryonline.com/scalasbt/sbt-plugin-releases"))
(Resolver.ivyStylePatterns)

resolvers += Classpaths.sbtPluginReleases

resolvers += "jgit-repo" at "http://download.eclipse.org/jgit/maven"

addSbtPlugin("org.scalastyle" %% "scalastyle-sbt-plugin" % "1.0.0")

addSbtPlugin("org.scoverage" % "sbt-scoverage" % "1.5.1")

...

2.5. ツールの取得（１）

2.5. ツールの取得（２） sbt のバージョン特定

2.5. ツールの取得（３） sbt の取得

• • apt のソースリストにsbtリポジトリを追加
• • ｓｂｔの特定バージョンをダウンロード

sudo apt-get update
echo "deb https://repo.scala-sbt.org/scalasbt/debian all main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/sbt.list
echo "deb https://repo.scala-sbt.org/scalasbt/debian /" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/sbt_old.list
curl -sL "https://keyserver.ubuntu.com/pks/lookup?op=get&search=0x2EE0EA64E40A89B84B2DF73499E82A75642AC823" | ¥
sudo -H gpg --no-default-keyring --keyring gnupg-ring:/etc/apt/trusted.gpg.d/scalasbt-release.gpg --import
sudo chmod 644 /etc/apt/trusted.gpg.d/scalasbt-release.gpg
sudo apt-get update

apt-get download sbt=1.2.1

2.5. ツールの取得（４） verilator の取得

• • ※ README.md に記載の手順から変更

git clone https://github.com/verilator/verilator

cd verilator
git checkout -b verilator_3_922 v3.922

2.5. ツールの取得（５） RISC-Vツールチェーンの取得

• • README.md には具体的なバージョンの記載なし
• • SiFive社の以下のサイトからファイルを取得

https://github.com/sifive/freedom-tools/releases

wget https://static.dev.sifive.com/dev-tools/freedom-tools/v2020.12/riscv64-
unknown-elf-toolchain-10.2.0-2020.12.8-x86_64-linux-ubuntu14.tar.gz

tar xzf riscv64-unknown-elf-toolchain-10.2.0-2020.12.8-x86_64-linuxubuntu14.
tar.gz –c <コンテナからアクセス可能なディレクトリ>

2.6. コンテナの起動（１）前提条件

2.6. コンテナの起動（２）起動

cd /home/<user>/<project>
docker run –it –v $PWD/$PWD ubuntu:18.04 /bin/bash

2.7. コンテナのセットアップ（１） rootでのセットアップ

apt-get update
apt-get install -y sudo ca-certificates curl wget locales

groupadd -g <gid> <group>
useradd -g<gid> -m -s /bin/bash -u <uid> <user>
usermod -G sudo <user>
echo '%sudo ALL=(ALL) NOPASSWD:ALL' >> /etc/sudoers

su <user>

2.7. コンテナのセットアップ（２）

cd <ｓｂｔのダウンロード場所>
sudo dpkg –i sbt_1.2.1_all.deb

sudo apt-get install –y openjdk-11-jdk git scala device-tree-compiler
sudo apt-get install -y autoconf automake autotools-dev bison flex build-essential
sudo apt-get install -y bc gawk texinfo gperf libtool patchutils python pkg-config
sudo apt-get install -y libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev zlib1g-dev libexpat-dev

2.7. コンテナのセットアップ（３）

cd <verilatorのローカルリポジトリ>
unset VERILATOR_ROOT
autoconf
./configure
make
sudo make install

cd <RISC-Vツールチェーンの親ディレクトリ>
export RISCV=$PWD/riscv64-unknown-elf-toolchain-10.2.0-2020.12.8-x86_64-linux-ubuntu14
PATH=$PATH:$RISCV/bin

2.8. ビルドの実施

• • make の前にsbt を単独で実行する

cd /home/<user>/<project>/freedom
sbt
sbt:freedom> exit

make -f Makefile.e300artydevkit verilog

3. Arty-A7 用ビットストリーム作成

3.1. ビットストリーム作成の対応方針

• • ホスト側で設定変更
• • vivado を使用するまではコンテナでビルド
• • vivado は、ホストで実行

3.2. ボード設定の変更

diff --git a/Makefile.e300artydevkit b/Makefile.e300artydevkit
index 110c08a..3476a60 100644
--- a/Makefile.e300artydevkit
+++ b/Makefile.e300artydevkit
@@ -6,7 +6,7 @@ MODEL := E300ArtyDevKitFPGAChip
PROJECT := sifive.freedom.everywhere.e300artydevkit
export CONFIG_PROJECT := sifive.freedom.everywhere.e300artydevkit
export CONFIG := E300ArtyDevKitConfig
-export BOARD := arty
+export BOARD := arty_a7_100

diff --git a/xilinx/arty_a7_100/tcl/board.tcl b/xilinx/arty_a7_100/tcl/board.tcl
index 70635da..552d70f 100644
--- a/xilinx/arty_a7_100/tcl/board.tcl
+++ b/xilinx/arty_a7_100/tcl/board.tcl
@@ -1,5 +1,5 @@
# See LICENSE for license details.
set name {arty-a7-100}
set part_fpga {xc7a100ticsg324-1L}
-set part_board {digilentinc.com:arty-a7-100:part0:1.0}
+set part_board {digilentinc.com:arty-a7-100:part0:1.1}

3.3. romgen ビルド

make -f Makefile.e300artydevkit romgen

3.4. Vivado のボード設定の確認と追加（１）

vivado –mode tcl

xhub::refresh_catalog [xhub::get_xstores xilinx_board_store]
get_port_parts
...
digilentinc.com:arty-a7-100:part0:1.0 digilentinc.com:arty-a7-100:part0:1.1 ...

arty-a7-100がない場合 -> 追加する

xhub::install [xhub::get_xitems "*arty-a7*"]

3.4. Vivado のボード設定の確認と追加（２）

追加したボード情報は、ホームディレクトリにインストールされているため、
vivado 起動時に設定が必要

echo ¥
  “set_param board.repoPaths [get_property LOCAL_ROOT_DIR [xhub::get_xstores xilinx_board_store]]” ¥
  >>~/.Xilinx/Vivado/2024.1/Vivado_init.tcl

arty-a7-100が追加されていることを確認する

get_port_parts

3.5. mcs ビルド

• • ｍｃｓファイルが生成されることを確認する

make -f Makefile.e300artydevkit mcs