專用指令集處理器
編輯特定應用指令集處理器(ASIP)是用于片上系統設計的一個組件。ASIP的指令集結構是為特定應用量身定做的。這種核心的專業化提供了通用中央處理單元(CPU)的靈活性和特定應用集成電路(ASIC)的性能之間的權衡。
一些ASIP有一個可配置的指令集。通常,這些內核分為兩部分:靜態邏輯,它定義了最低限度的ISA(指令集結構)和可配置邏輯,可以用來設計新的指令。可配置邏輯可以在現場以類似于現場可編程門陣列(FPGA)的方式進行編程,或者在芯片合成期間進行編程。ASIPs有兩種生成代碼的方式:要么通過可重定向的代碼生成器,要么通過可重定向的編譯器生成。可重定向代碼生成器使用應用程序、ISA和架構模板來創建目標代碼的代碼生成器。可重定向編譯器生成器只使用ISA和架構模板作為創建編譯器的基礎。然后,應用程序代碼將被編譯器用來創建目標代碼。
ASIPs可以作為基帶信號處理或視頻編碼的硬件加速器的替代品。這些應用的傳統硬件加速器存在不靈活的問題。用手寫的有限狀態機(FSM)重新使用硬件數據通路是非常困難的。ASIPs的可重定向編譯器幫助設計者更新程序并重用數據通路。通常,ASIP的設計或多或少依賴于工具流程,因為從頭設計一個處理器可能非常復雜。一種方法是用高級語言來描述處理器,然后自動生成ASIP/的軟件工具集。有一些商業工具可以用高級語言設計ASIP,例如Synopsys的ASIP Designer或Codasip的Studio。也有一個開源工具,即基于TTA的協同設計環境(TCE)。
例子
編輯RISC-V指令集架構(ISA)提供了最小的基本指令集,可以用額外的特定應用指令進行擴展。基本指令集提供簡化的控制流、內存和寄存器的算術操作。它的模塊化設計允許基礎指令被擴展為標準的特定應用操作,如整數乘/除(M)、單精度浮點(F)或位操作(B)。對于非標準指令的擴展,ISA的編碼空間被分為三個部分:標準、保留和自定義。自定義編碼空間用于供應商的特定擴展。
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