晶心科技V5讓RISC-V的指令集擴(kuò)充變得更簡(jiǎn)單

去年有一個(gè)很熱的點(diǎn)來自于RISC-V，這種指令集因?yàn)殚_源、靈活度高、可拓展性強(qiáng)而備受關(guān)注。業(yè)界廣泛認(rèn)為RISC-V或可與x86、ARM之一戰(zhàn)。我們也看到RISC-V的玩家有大有小，有像SiFive這樣的初創(chuàng)型選手，也有像三星這樣的想要丟開ARM自己玩的大咖。而其實(shí)RISC-V所帶來的機(jī)遇，更多更直接的可能在于那些非主流的IP提供商，比如晶心科技。

RISC-V緣何備受青睞

先來說說為什么RISC-V如此受業(yè)界關(guān)注?RISC-V是一個(gè)非常小的基礎(chǔ)指令集和一些可選的拓展指令集。在最基礎(chǔ)的指令集這邊其實(shí)沒什么好說的，在這個(gè)層面上的基礎(chǔ)指令其實(shí)都差不多。效率方面也都是基本一致的，都在伯仲之間。關(guān)鍵就在于其小而靈活。RISC-V的指令集非常精簡(jiǎn)，而且可以實(shí)現(xiàn)模塊化的指令集添加。使用的人易于去進(jìn)行指令集擴(kuò)充。而在x86或者ARM的IP上你想去進(jìn)行指令集的擴(kuò)充的可能性幾乎為零。更不用說的是其低功耗的特性了，在網(wǎng)上可以找到Y(jié)unsup Lee等人寫的論文，其中使用TSMC的40GPLUS工藝的32位A5核與64位的RISC-V核進(jìn)行的對(duì)比如下：

RISC-V在功耗，性能，面積方面都是勝出的，而且是64位的核與32位核的對(duì)比。

讓RISC-V的指令集擴(kuò)充更簡(jiǎn)單

晶心科技已經(jīng)將RISC-V作為自己的重要戰(zhàn)略布局，第五代AndeStarV5架構(gòu)中已經(jīng)將RISC-V嵌入其中。去年年底，晶心科技已經(jīng)推出了業(yè)界第一款包含RISC-V的64位IP核NX25，同時(shí)這也是晶心科技的首款64位核;此外還有一個(gè)32位的核為N25。據(jù)介紹，擴(kuò)充的架構(gòu)包括一些獨(dú)創(chuàng)指令集，客戶的層次碼可以縮小，這就意味著可以更高效地使用內(nèi)存空間。此外晶心科技還提供了客制化指令工具Andes Custom Extension，讓客戶在做應(yīng)用加速的時(shí)候可以達(dá)到更快的更有效率的方式。例如為V5自動(dòng)產(chǎn)生所有所需的開發(fā)工具以及輔助的控制RTL電路，以及自動(dòng)驗(yàn)證客制邏輯與所定義指令的行為是否一致等。這點(diǎn)對(duì)于一些IP研發(fā)能力很弱，又想使用RISC-V來進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的客戶而言是非常有幫助的。而對(duì)于具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)能力的客戶而言，這種工具同樣很有價(jià)值。如果客戶覺得標(biāo)準(zhǔn)的處理器指令集不夠有效率的花，它可以讓客戶更容易去給IP核加指令集，提高了設(shè)計(jì)效率。此外晶心科技的V5產(chǎn)品在堆棧上面也有一些優(yōu)勢(shì)。

“快而小”是晶心科技對(duì)于V5系列產(chǎn)品的定位，32 位的 N25 與64 位的 NX25 和同等級(jí) CPU 相比，最高操作頻率是 1.15 GHz (worst case)，配合獨(dú)創(chuàng)指令，總效能超過 50%以上，達(dá)到將近 4000 CoreMark 的優(yōu)異表現(xiàn);而獨(dú)創(chuàng)壓縮指令可讓程序代碼小 10%，降低芯片儲(chǔ)存代碼的成本。N25/NX25流水線設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)，其邏輯門數(shù)更可分別低至 30K 及 50K。幫助RISC-V生態(tài)良好成長(zhǎng)作為第一家RISC-V兼容性納入并邁向64位處理器的主流CPU IP公司，晶心科技對(duì)于RISC-V的生態(tài)發(fā)展功不可沒。當(dāng)然只有將RISC-V的牌打好，晶心科技才有可能會(huì)有挑戰(zhàn)X86和ARM的機(jī)會(huì)。在開始規(guī)畫 AndeStar V5 架構(gòu)時(shí)就考慮到要如何讓客戶一方面可以繼續(xù)使用晶心累積多年建構(gòu)起的完整方案，另一方面也能有效利用 RISC-V 快速成長(zhǎng)中的生態(tài)系統(tǒng)資源，讓客戶的產(chǎn)品能充分擁有新指令集架構(gòu)提供的優(yōu)勢(shì)。

晶心科技在RISC-V的開源軟件優(yōu)化方面擔(dān)任著主要/共同維護(hù)者的角色，推動(dòng)快速中斷處理的提案，并且將自己的DSP指令集捐贈(zèng)了出來，并且擔(dān)任了任務(wù)組主席，今年的RISC-V的世界交流者大會(huì)也是由晶心科技牽頭在巴塞羅那舉辦。

RISC-V對(duì)于晶心科技而言，是一次重要的機(jī)會(huì);晶心科技的V5將RISC-V完全兼容進(jìn)行，并且透過專門的設(shè)計(jì)工具和指令集，使得客戶對(duì)于其指令集的擴(kuò)充變得更為簡(jiǎn)單。

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如果你想要了解更多細(xì)節(jié)，可以關(guān)注晶心科技今年的嵌入式技術(shù)論壇：

5月15日(二)深圳場(chǎng)

5月17日(四)上海場(chǎng)