晶心科技宣布剛發(fā)表的AndeStar V5 CPU處理器核心N25/N25F、NX25/NX25F、A25及AX25已具備Andes Custom Extension (ACE)功能。晶心技術長暨資深副總經(jīng)理蘇泓萌表示，ACE對熟悉Verilog和C語言設計的工程師來說相當容易上手，ACE語法僅需較少程序碼便可打造多元功能。ACE指令不僅取代了原始程序碼的一串指令，還可降低功耗及程序碼大小。

RISC-V為非營利組織RISC-V基金會所制定的開源指令集架構(ISA)。由于RISC-V具備精簡、模塊化及可擴充等優(yōu)點，近期在各種重要應用領域迅速興起。除了一般功能以外，RISC-V規(guī)格更預留了客制指令集的空間，以便于加入Domain-Specific Architecture/Acceleration (DSA)擴充，以支持如人工智能/機器學習、AR/VR、ADAS及新一代存儲和連網(wǎng)等設計。

晶心指出，將研發(fā)嵌入式處理器IP逾十年的豐富經(jīng)驗結合RISC-V技術，推出AndeStar V5架構，現(xiàn)在進一步加上ACE，讓嵌入式系統(tǒng)工程師更容易在V5處理器中添加客制化指令。

晶心進一步說明，客制化指令能大幅強化應用性能，同時兼顧可編程性。然而設計新指令需CPU專業(yè)知識及大量人力來修改既有的處理器硬件和相關軟件工具，并確認其功能無誤，因此加入客制化指令對許多SoC設計團隊來說并不容易。

晶心強調(diào)，通過公司ACE設計環(huán)境，可大幅簡化加入客制化指令步驟。工程師只須建立一個ACE描述檔來定義輸入/輸出界面及以C語言描述的指令意涵，再加上一個相對應的精簡Verilog檔來描述其邏輯電路，即可利用Custom-OPtimized Instruction deveLOpment Tools (COPILOT) 工具于短短數(shù)分鐘內(nèi)產(chǎn)生具擴充指令的CPU和相關軟件工具鏈。

由于COPILOT設計環(huán)境是自動產(chǎn)生ACE指令關鍵，能幫助SoC設計團隊省去許多底層RTL設計工作，如運算碼選取、指令譯碼、操作數(shù)參照、輸入操作數(shù)存取、資料相依性檢查及結果匯整。因此工程師能專注利用ACE的強大功能，而不是花費時間摸索CPU管線的運作方式。

ACE最強大的功能以高階語法來描述指令，并自動產(chǎn)生RTL電路。如矢量語法讓開發(fā)者能像設計純量指令一樣輕松設計出矢量指令，背景語法則能讓需較長時間執(zhí)行的ACE指令持續(xù)在背景同步執(zhí)行，工程師也能利用自訂暫存器及自訂存儲器設定任意位元寬度特點，讓ACE指令執(zhí)行寬位元輸入和輸出，而這些功能都有助處理器效能大幅提升。

另外，COPILOT除了能容易地產(chǎn)生工具鏈，也能自動產(chǎn)生測試矢量和交叉驗證環(huán)境，幫工程師驗證所設計的指令是否正確，讓設計驗證更為容易。

蘇泓萌認為，ACE客制指令有助突破應用設計瓶頸，加上結合V5系列處理器后，便能大幅提升性能，達成高效能的設計目標。