进入到了暑假，换了一个环境，之前搭建的Chisel开发环境没有了。还好，有记录在csdn上的本系列文章，按照文章重新搭建了一番，这次是在一台新的Windows系统上，安装JDK+安装Scala+安装sbt，当然每一步或者两步的时候要测试一下，包括Hello.java和Hello.scala的测试，然后才是Chisel项目的测试，基本顺利，当然也碰到了一次“新坑”，记录在了《Chisel芯片开发入门系列 -- 5. Chisel的HelloWorld到SystemVerilog》一文的评论中。由此也见到了这“烂笔头”写下的系列在线文章，确实很有作用。

本篇文章介绍使用Chisel开发一个“CPU芯片”！听起来有点疯狂，这还叫“入门”吗？这简直是要“捅破天花板”啊。虽然有近30年的程序员经验（从看谭浩强老师的C语言书算起），但我和读到此文的你一样对芯片开发确是新手，就想通过实现一个“CPU芯片”来理解芯片“编程”，因为CPU就是咱软件工程师心中的“殿堂”和“明珠”。这多少要有点“无知者无畏”的气概。

当然在本文的环境中，有一个限定是使用Chisel语言。其实在Chisel语言之前，使用Verilog+FPGA来实现一个“CPU芯片”也是有的、并不鲜见，通常是放在“流水LED灯”这样的HelloWorld例程之后、作为最高阶的例子。与此对应，Chisel从一开始就是和RISC-V芯片几乎同步发展的、用于开发像RISC-V这样的CPU的语言平台。

开始上干货，项目代码地址如下：

项目首页 - riscv-chisel-book:fork riscv-chisel-book by ChipCamp for Tutorial 20250703 - GitCode

从项目中可以看出它所fork的原始项目是github上的riscv-chisel-book项目，该项目也是配套日文图书的源代码，这本日文图书已经翻译为中文版并在网上平台有售，而上述项目及本文主要关注代码级的实际操作和解释，这些都是原项目和原书所没有做的，对是对原来项目和图书所存在的鸿沟进行的实质性关键性补充，包括环境搭建+编译构建+看到效果。

【1】环境搭建，在此前的系列文章中已经趋于稳定，包括本次在一个新的Windows环境下搭建及运行并写这篇文章。

【2】编译构建，涉及到对原项目中的源代码编译构建方法的改动及Makefile等文件中的环境变量和构建指令的新增或修改。项目原来使用的是Docker进行构建，本文不采用Docker进行构建，而是使用手工搭建的适合个人PC的、无Docker的环境进行构建。为何？因为Docker会把很多东西打包在一起形成黑盒，而本系列入门从一开始就是手工打造的白盒。

【3】看到效果，展示这个CPU芯片(电路)的运行/仿真效果，这是关键中的关键。

先看一下Makefile文件，这是在本项目中新增的一个文件。在本次Windows环境下没有Make工具，展示这个文件主要用来提示sbt命令行。注意进入到riscv-chisel-book/chisel-template目录下，后面的图均是在这个目录下操作。

实际的sbt运行的配置文件在build.sbt中，如下，可以看出它和本系列文章此前的配置是一致的，而和原来的项目相比进行了关键改动和测试，解决了原来无法跑通的问题。

CPU的取指操作：在一个Memory中预先存放3条指令，分别是0x11121314，0x21222324，0x81828384，0x91929394。时钟信号每嘀嗒一下，CPU电路从PC寄存器的位置取指令，并将PC寄存器值加4（因为CPU的位宽为32，一次取指后往后移4个字节）。注意因为字节码大端小端序的关系实际指令显示的是0x14131211这样的，这里先不深入纠结这个大端小端序的问题，但请在对照图来理解的时候注意到这一点即可。

CPU的指令解码：将4字节的指令字解码为opcode + para1 + para2这样的结构体。有的指令有2个参数(para1和para2)，有的指令有1个参数(para1)，有的指令没有参数，将定长的指令解码为结构体的过程称为decode模块。

CPU的指令执行：最常见的CPU指令执行大概就是3个，从数据存储器(DMem，和指令存储器IMem区分)中读取某个地址的数据到CPU的寄存器中，对CPU的寄存器中的数据进行加减乘除等运算并存到某个寄存器中，将寄存器中的数据写到数据存储器DMem的某个地址中。这里展示的是Load Word的指令执行情况，涉及到从Dmem.addr加载数据到寄存器中！

至此，可以初步看出Chisel写的“CPU芯片”在逻辑上跑通了 &可理解了 &CPU芯片可以通过“Chisel编程”设计出来并加以验证！其中无论是Makefile文件、build.sbt文件、以及源代码文件，均进行了多处实质性的改动（参见项目中的提交记录）并进行了测试验证，打通了CPU芯片设计入门理解和实践的关键Gap。下一步，将对这其中的代码进行解释和备忘。

PS：请熟练使用gitcode并关注本项目，实际操作才能真正入门。