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          RISC-V如何選擇高層次綜合工具?

          2021年11月20日 12:11來源:網絡搜索手機版

          淘寶金冠,重九云煙,用飽經風霜造句

          文︱BRIAN BAILEY

          來源︱Semiconductor Engineering

          編譯 |編輯部

          高質量的RISC-V實現越來越多,但推動大量設計活動的是架構的可擴展性。挑戰在于設計和實現定制處理器,無需每次都在寄存器傳輸級(RTL)重新實現。

          我們需要考慮兩種類型的高層次綜合(HLS)。第一種是通用HLS,采用C、C++或SystemC中的描述并將其轉換為RTL。這些工具能夠探索設計空間,并創建最佳架構,這對于面向數據流的算法非常有效。事實上,隨著時間的推移,這些工具在處理面向控制的結構方面表現更好。但是,此工具可以用來實現處理器嗎?是否還有更好的方法?

          另一種類型的HLS是專用于處理器的工具?蓴U展處理器并不新鮮。幾十年來,Tensilica(Cadence)和ARC(Synopsys)一直使用戶能夠創建可定制的處理器,而Arm最近也在涉足這一領域。這些工具從專為處理器設計的架構描述語言開始。當前的問題是這兩種綜合技術能否結合起來。

          答案尚不完全清楚。HLS可能并不適用于所有RISC-V設計!澳銓藴蔙ISC-V實現感興趣嗎?或者要進行專業化?”Synopsys ASIP工具高級總監Gert Goossens問道!叭绻銓藴蔙ISC-V實現感興趣,那么我不確定HLS會給你帶來多大好處,因為你可以在RTL中描述架構并對其進行優化。但是一旦你開始查看指令擴展集,情況就有所不同了。那么問題是哪些擴展最適合我的應用領域,架構探索就變得非常重要了!

          架構優化有不同的級別!八蠬LS工具都能夠確保你進行架構探索,” Codasip CTO Zdeněk P?ikryl表示!巴ㄓ肏LS解決方案非常適合為數據路徑和靜態調度算法執行此操作,例如圖像處理。若設計一個CPU,那就不同了。與在RTL或傳統HLS中,我們可以進行更多的探索。在最近的一個例子中,我們從RISC-V基線開始,并使用不同的擴展組合。然后我們探索了自定義擴展并定義了一些新指令。重新運行測試,速度則提高了50倍以上!

          “這是兩種技術的融合,有可能對行業產生真正的變革,”Cadence產品管理總監Rob Knoth表示!疤幚砥髟O計不僅是最大化GHz。您正在談論可以針對非常低區域的處理器。有些可能針對極低功耗,有些可能針對傳統節點。處理器不是香草,處理器有31種風格,尤其是開始考慮RISC-V時,它是開放和可定制的。特定應用處理器需要可預測的工具,并且需要與物理世界緊密耦合!

          擴展評估是涉及軟件的不同級別的架構優化!澳枰獮樘囟繕藨谜页觥_’的自定義指令,以便實現某些目標,無論是內存、功耗、性能還是面積,”西門子業務OneSpin的產品經理Sven Beyer表示!耙龅竭@一點,需要高級模型,例如帶有自定義指令的虛擬原型,運行軟件以評估內存使用情況或性能。一旦確定了自定義擴展候選者,就需要在RTL中實施它們,以便對關鍵績效指標(KPI)進行最終評估。這個任務在手動編寫RTL以及手動編寫獨立的原型時非常繁瑣,即使只是添加到現有的RTL內核。保持模型同步極具挑戰性!

          不僅僅是硬件

          處理器介于硬件和軟件之間,且相互影響!爱斘覀儗徱昍ISC-V格局、IP格局時,我們看到很多關注點都在硬件上!盨ynopsys產品營銷經理Patrick Verbist表示!吧虡I公司和大學提供不同的IP,通常將RTL實現置于公共領域。有一大堆解決方案,每個解決方案都非常關注其RTL實現。他們宣稱一個更好,或者有更深的管線,或者更高的性能。但是后來他們說,對于編譯方面,需要依賴公共領域的工具。如果想擴展RISC-V怎么辦?這些工具是否支持硬件實現?過分關注IP實現的RTL方面!

          有多種設計定制處理器的方法。例如,可以帶有附加指令,或者為特定任務附加專用加速器!癏LS確實幫助模糊了處理器內部與處理器外部的界限,例如專用加速器,”Cadence的Knoth表示!八屵@條生產線非常靈活——既適用于特定應用程序,也適用于特定技術?紤]到便攜性,如果你有一個面向5nm節點的處理器,它與面向22nm節點的處理器會有非常不同的關注。能夠擁有一個一致的SystemC模型,然后為處理器切割某些部分,而將某些部分作為基于硬件的加速器,以獲得完整系統的優化實現,這是非常強大的!

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