Estudo e desenvolvimento de uma microarquitetura RISC-V baseado no ISA RV32I.

Resumo

O presente trabalho alcançou com sucesso o objetivo de desenvolver e implementar uma microarquitetura baseada no conjunto de instruções RV32I da arquitetura RISC-V, demonstrando sua viabilidade e desempenho em sistemas embarcados. A microarquitetura foi projetada de forma modular, com componentes como a ALU, a Unidade de Controle e a Memória de Dados integrados em um processador single-core e single-cycle, capaz de executar um ciclo completo por instrução.
Os testes realizados, tanto em ambiente de simulação quanto em hardware real utilizando a FPGA DE10-Lite, validaram a funcionalidade e o desempenho do design proposto. A execução correta de instruções aritméticas, lógicas, de acesso à memória e de controle de fluxo, além da solução dos desafios de temporização e sincronização, confirma a robustez e a eficiência da microarquitetura implementada.
A utilização de uma arquitetura aberta como o RISC-V destaca-se por sua flexibilidade, permitindo adaptações e expansões para atender a diferentes demandas de sistemas embarcados. Além disso, a natureza aberta e extensível dessa arquitetura oferece oportunidades para futuras pesquisas, especialmente no desenvolvimento de novos recursos, como a implementação de pipelines ou o suporte a operações de ponto flutuante e vetorização.
Em termos de impacto, o sucesso deste projeto reforça o potencial do RISC-V como uma alternativa poderosa às arquiteturas proprietárias, sobretudo em cenários onde eficiência energética e personalização de hardware são requisitos essenciais. O projeto abre espaço para avanços futuros no campo de sistemas embarcados, arquiteturas abertas e desenvolvimento de hardware customizável.
Finalmente, este estudo destaca a importância do desenvolvimento de tecnologias baseadas em ISAs abertas como o RISC-V, não apenas pela inovação tecnológica que proporcionam, mas também por sua capacidade de democratizar o acesso ao design de processadores, permitindo que uma comunidade global contribua e evolua esse ecossistema de maneira colaborativa.