付杰周报-20231028

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[TOC]

AXI 自定义指令

MCU配置ACC的两种方式

  1. 通过MCU直接配置加速器的配置寄存器:
    • MCU从Config Memory读取配置信息
    • MCU将配置信息写入到加速器内部的配置寄存器
  2. MCU通过自定义指令:
    • 自定义指令用于配置ACC的DMA控制器
      • 每一个ACC都有一个DMA
      • 从配置加速器寄存器的角度来看，DMA的效率更高、但是不够灵活
    • MCU用于配置ACC内部的DMA，增加DMA的灵活性
      • DMA搬运数据的起始地址
      • DMA搬运开始信号
    • 通过软件来执行自定义指令: 控制DMA -> 配置ACC
      • 对比LW指令没有明显的提升

加速器配置自定义指令集

硬件支持

  1. 修改MCU ID以译码该自定义指令
  2. 在MCU增加DMA模块(可以看作是MCU的协处理器)
    • DMA模块内部支持Operation FIFO用于存储所有的DMA操作(避免MCU Stall)
    • Operation Format
      • Length: 24 bits
      • Acc1: 4 bits
      • Acc2: 4 bits

软件支持

  1. 寻找可以自定义的编码空间

    • 上图展示了目前RISC-V的opcode字段的占用情况
    • custom-0, custom-1是官方推荐的自定义的编码空间，因此我们自定义执行的opcode采用custom-0编码，为0x0010111

  2. 自定义指令格式

    • 确定了opcode之后，还需要确定指令的编码格式，RISC-V一共有6种编码格式
    • 根据我们对该自定义指令的使用需求来确定编码格式:
      • U-Type是最适合的，但是U-Type在C程序里使用的时候不方便
      • R-Type在C程序里使用是最方便的

  3. 支持自定义指令集采用内联汇编的方法，具体有如下两种:

    • 利用.insn模板进行编程，该网页展示了各种类型的RISC-V指令的insn编码格式
    • 修改binutils让riscv gcc认识到这条指令

  4. 在c程序中使用该自定义令

AXI Master测试

写一次

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读一次

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读多次

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读写交织

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读写错误

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读写stall

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MCU未来工作计划

MCU本身

  1. 实现WFI
  2. 跟ACC集成测试(耗时较久):
    • 搭建SoC
    • 测试MCU跟ACC的交互

加速器控制通路(ACC control path)

  1. 实现自定义指令由MCU控制ACC的DMA控制器

加速器数据通路(ACC data path):

  • ACC之间存在数据依赖，ACC的输出会被别的ACC使用
  • 但是ACC之间彼此没有数据data path，体现为data path的不灵活
  • Q: MCU可以作为连接所有ACC的数据中枢？将ACC的输出搬运到另一个ACC的输入？