8.DSP领域最新RISC-V指令集及DSA在无线领域中的创新应用.pdf

1、DSP领域最新RISC-V指令集及DSA在无线领域中的创新应用2025/07/16李高山 芯昇科技芯片架构师，高级专家，中国移动拔尖人才目录contents目录contents兼容RVV的RISCdsp指令集RISC-dspDSA的无线应用0102深色浅色强调色3RVVVS.SIMD微架构容微架构容易优化易优化多个矢量寄存器之间的操作方便并行流水处理减少循环减少循环一条指令可以处理多个矢量寄存器长度BCA减少代码量减少代码量超过寄存器长度的数据可以自然的被处理与SIMD扩展（ARMNeon，RISCVPext，AVX）不同，RVV的VLEN是一个实现参数，并不限于某一个值，除此之外可变长度VL

2、，以及不同的LMUL配置，可以更加高效的支持不同算力场景应用。深色浅色强调色4RVV1.0缺乏高性能DSP指令RVV应用场景超过60%集中在AI和多媒体领域，在DSP领域指令效率和效能仍存在明显不足，DSP领域范围涵盖无线信号处理、神经网络、音视频、雷达、汽车（传感器滤波/融合）等领域。Graph5%DSP12%ML&AI40%MM20%Sci.15%Cryp8%融合定点数的饱和、舍入操作、更宽的乘累加寄存器，改善精度和动态范围增强型定点算术指令复数算术指令支持新的DSP数据类型和传统数据类型之间的转换DSP数据类型转换指令FFT、矩阵分解、非线性函数加速指令DSP统一硬件加速接口指令复数的加

3、法、乘法、乘累加、点积、蝶形运算，信号处理领域最基本最重要的操作RVVSIG筹备中的DSPTG工作重点RVV实际应用部署统计注：以上比例基于2023-2025年产业公开信息（芯片发布、性能测试、开源项目适配进展），综合技术适配成熟度与市场落地规模估算得出。实际占比可能随RVV生态发展动态调整深色浅色强调色RISC-dsp-w指令集结合RISC-V开放、可扩展特性，RVV相比传统SIMD架构更高效灵活，根据RVV在DSP领域的不足定义了RISC-dsp指令集。RISC-dsp是精简指令集架构的矢量DSP指令集，完全兼容RVV1.0标准。RISC-dsp-w是RISC-DSP指令集子集，主要面向无

4、线信号处理，性能优势明显。RISC-dsp-w指令集在RISC-V工委会以团体标准立项，同时也是RVVSIG目前正在筹备的DSPTG的参考指令集。RISC-dsp-w指令集定义可通过Gitee访问。RISC-dsp指令集也将支持神经网络、音视频、雷达等领域。（标准备选扩展名为“Zvsp”,“Zvspw“，”Zvspnn“.)RISC-dsp-wGitee融合定点数的饱和、舍入、移位等操作、更宽的乘累加寄存器，改善精度和动态范围增强定点指令(9条)复数算术指令(30条)通用可配置的非线性快速运算指令支持各种类型非线性函数1/x,1/sqrt(x),sqrt(x),artan,log2,log10

5、,sin,cos,各种类型的激活函数，快速非线性指令(5条)各种Radix-2点数的FFT和IFFT硬件加速指令(8条)复数的加法、乘法、乘累加、共轭等信号处理领域最基本最重要的操作类型转换指令(13条)其他增强型指令(8条)DSP领域常用数据类型到不同数据类型的转换，复数类型，复数压缩浮点类型等深色浅色强调色6RISC-dsp-w指令集性能优势RISC-dsp-w指令集在无线信号基本运算中时钟数和代码量相比RVV1.0有45倍降低。运行在相同处理器中相比RVV1.0指令集在无线信号处理方面功耗也有明显改善。硬件时钟统计对比(芯来RISC-dspVPU,VLEN=1024,DLAN=128)测

6、试用例名称RISC-dsp时钟数RVV时钟数RVV/RISC-dsp时钟比32点共轭复数乘法(100次)1867(硬件仿真器)1873(硬件)8864(硬件仿真器)8872(硬件)4.764点复数动态定标MAC(100次)4247(硬件仿真器)4366(硬件)18928(硬件仿真器)18936(硬件)4.532宽带平均功率(100次)2960(硬件仿真器)2967(硬件)13927(硬件仿真器)13936(硬件)4.7共轭复数乘法RISC-dsp-w运行周期共轭复数乘法RVV1.0运行周期目录contents目录contents兼容RVV的RISC-dsp指令集RISC-dspDSA的无线应用