將軟核 RISC-V 添加到 FPGA 提升可編程性

通過將軟核 RISC-V 處理器集成到現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA) 中，可以顯著增強(qiáng)其可編程性。Bluespec 的產(chǎn)品與業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁 Loren Hobbs 分享了如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)及其潛在優(yōu)勢(shì)。

為何選擇軟核 RISC-V 處理器？

軟核 RISC-V 處理器在 FPGA 中有諸多優(yōu)勢(shì)，主要包括：

1. 硬件資源的靈活管理
   它可作為硬件資源的“指揮官”，在需要多個(gè)硬件加速器的復(fù)雜任務(wù)中協(xié)同管理硬件，使其高效運(yùn)行。

2. 軟件升級(jí)成本低
   與硬件更新相比，軟件更新的成本顯著降低，并且驗(yàn)證過程更簡(jiǎn)便。某些復(fù)雜的功能，比如有限狀態(tài)機(jī)，可以用簡(jiǎn)單的 C 代碼實(shí)現(xiàn)，而無需復(fù)雜硬件設(shè)計(jì)。

3. 設(shè)計(jì)靈活性
   Bluespec 的軟核處理器支持靈活配置，開發(fā)者可根據(jù)應(yīng)用需求調(diào)整處理器的實(shí)現(xiàn)方式，提升整體效率和靈活性。

軟核 RISC-V 的應(yīng)用場(chǎng)景

Bluespec 的軟核處理器適用于大多數(shù)應(yīng)用，特別是需要管理多個(gè)加速器的場(chǎng)景。目前，商用領(lǐng)域的主要采用者包括：

• 軍事/航空航天

• 數(shù)據(jù)中心

• 工業(yè)市場(chǎng)

性能表現(xiàn)：Speedster 7t 與軟核 RISC-V 的結(jié)合

在 Achronix Speedster 7t FPGA 上，Bluespec 的軟核 RISC-V 處理器運(yùn)行頻率可達(dá) 300 MHz。開發(fā)者還可以添加自定義指令，從而加速特定計(jì)算密集型任務(wù)，性能可顯著提升。這種定制能力是 Bluespec 處理器的亮點(diǎn)，能夠根據(jù)具體應(yīng)用需求優(yōu)化性能和資源利用率。

Achronix FPGA 的特色功能

Bluespec 在 Achronix Speedster 7t FPGA 上利用了一系列先進(jìn)功能：

• 2D 網(wǎng)絡(luò)芯片 (NoC)
  該高速通信樞紐使開發(fā)者能夠輕松將 RISC-V 內(nèi)核集成到 FPGA 架構(gòu)中，并實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化。NoC 還能高效擴(kuò)展計(jì)算能力，支持芯片內(nèi)部或跨芯片的高效通信。

• 硬件外設(shè)支持
  Bluespec 的軟核處理器還得益于 Speedster 7t 的 PCI Express Gen5 端口和內(nèi)存控制器等硬化外設(shè)。

可配置功能

開發(fā)者可以配置多種功能，包括：

• 緩存大小

• 浮點(diǎn)運(yùn)算支持

• 物理內(nèi)存與虛擬內(nèi)存保護(hù)

• 可擴(kuò)展加速器支持

通過這些功能，Bluespec 的軟核 RISC-V 處理器為開發(fā)者提供了高度靈活的設(shè)計(jì)能力，使其能夠高效應(yīng)對(duì)復(fù)雜計(jì)算任務(wù)，同時(shí)降低開發(fā)成本。

RISC-V 在 FPGA 中的軟核實(shí)現(xiàn)展現(xiàn)了其強(qiáng)大的靈活性和適應(yīng)能力。通過結(jié)合 Achronix FPGA 的先進(jìn)硬件特性，Bluespec 為開發(fā)者提供了應(yīng)對(duì)多種應(yīng)用場(chǎng)景的強(qiáng)大工具。