30.思尔芯S2C RISC-V系统分析及优化 0823.pdf

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1、2023.Q3RISC-V系统分析及优化系统分析及优化陈英仁，副总裁陈英仁，副总裁n弹性的商业模式&丰富的生态l建构自己的RISC-V核或是选厂商（IP/芯片）n自由的扩张指令集l满足各别市场&应用的定制/优化需求为什么为什么RISC-V那么受欢迎？那么受欢迎？可是选择会不会太多了些？要怎么评估、选择和优化呢？开源IP核 Rocket,BOOM,Ri5CY,Ariane,PicoRV32,Piccolo,SCR1,Swerv,Hummingbird,WARP-V,XiangShan,BlackParrot,商用IP核 Alibaba,Andes,Bluespec,Cloudbear,Cobha

2、m,Codasip,Cortus,Imagination,InCore,MIPS,Nuclei,NSITEXE,Semidynamics,SiFive,StarFive,Syntacore,商用芯片 Alibaba,Bouffalo,EdgeQ,Esperanto,Espressif,Gigadevice,LeapFive,Microchip,Mythic,Renesas,Rivos,StarFive,TensTorrent,UntetherAI,WCH,Ventana RISC-V的挑战的挑战n碎片化&稳定性l低代价自由授权+厂商自由定义指令会影响标准公版延续和软件/编译器生态的向后/向前兼

3、容性n标准细节定义l服务器和手机上定义有很多坑,需要漫长演进nEDA支持lRISC-V的应用实例持续成熟中，稍大型的商用设计都需要大改RTLl需要开发新的IP和适配经典IP加速加速RISC-V发展发展原型验证原型验证Prototyping架构配置架构配置/软件性能评估软件性能评估&分析分析架构设计架构设计ModelingRISC-V微架构分析微架构分析&优化优化系统系统&应用性能分析应用性能分析硬件仿真硬件仿真Emulation系统整合系统整合&验证验证规范符合性测试规范符合性测试l虚拟化应用场景l快速IP建模l多机种+多核分割l丰富的外置应用库l可扩展逻辑容量l支持ICE/SBA/TBA芯神

4、匠架构探索领域芯神匠架构探索领域航空,飞行控制,通信软件无线电网络构建,仲裁,流控制车用网络构建，功能安全，ECU选择SoC,FPGA,switch,TPU算法类,SSD,HDD,HPC,NAS,多媒体服务器SoC SpecificationCoreRTOSInterfaceAI/CCNNetwork数量、大小等折中设计数量、大小等折中设计HW-SW 分配分配参数调整参数调整需求需求软件软件Performance TuningSystem SpecificationIP和内核的数量和类型和内核的数量和类型的选择的选择根据需求进行优化根据需求进行优化已有架已有架构模块构模块Optimized A

5、rchitecture 硬件设计 软件设计 性能评估 功耗测量 功能安全分析/故障注入运用运用Genesis进行进行RSIC-V微架构建模微架构建模Hybrid ProcessorMicroarc Processor 可配置的pipeline、Cache层级，执行单元数量和buffer大小 可配置的执行单元数量和缓冲区大小 可配置每条指令的大小 用于周期准确的缓存和内存分析 指定指令列表和每个指令的延迟时间的ISA文件 支持Load/Store缓存访问 可以观察到由于缓存访问延迟，执行buffer溢出，重新排序buffer溢出造成的pipeline stall 支持功率计算每个执行单元统计，s

6、tall percentages,buffer 占用情况 Cache,Bus和Memory stats hit ratio,throughput,latency,写回数量等处理器性能评估仿真结果仿真结果 实现了市场上可用的处理器内核的微架构行为，来构造微架构模型。可以在微架构级别添加自定义逻辑 作为IP 模块的形式来模拟市场上处理器内核的行为 用户可以更新提供的参数来测试不同的配置芯神瞳芯神瞳 原型验证解决方案原型验证解决方案模拟芯片真实使用环境和运行原型验证系统开发软件开发软件软件代码软件代码迭代验证编译调试调试