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(shù)長(zhǎng)暨資深副總經(jīng)理蘇泓萌表示，ACE對(duì)熟悉Verilog和C語(yǔ)言設(shè)計(jì)的工程師來(lái)說(shuō)相當(dāng)容易上手，ACE語(yǔ)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(yíng)利組織RISC-V基金會(huì)所制定的開(kāi)源指令集架構(gòu)(ISA)。由于RISC-V具備精簡(jiǎn)、模塊化及可擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)，近期在各種重要應(yīng)用領(lǐng)域迅速興起。除了一般功能以外，RISC-V規(guī)格更預(yù)留了客制指令集的空間，以便于加入Domain-Specific Architecture/Acceleration (DSA)擴(kuò)充，以支持如人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)、AR/VR、ADAS及新一代存儲(chǔ)和連網(wǎng)等設(shè)計(jì)。

晶心指出，將研發(fā)嵌入式處理器IP逾十年的豐富經(jīng)驗(yàn)結(jié)合RISC-V技術(shù)，推出AndeStar V5架構(gòu)，現(xiàn)在進(jìn)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(jìn)一步說(shuō)明，客制化指令能大幅強(qiáng)化應(yīng)用性能，同時(shí)兼顧可編程性。然而設(shè)計(jì)新指令需CPU專(zhuān)業(yè)知識(shí)及大量人力來(lái)修改既有的處理器硬件和相關(guān)軟件工具，并確認(rèn)其功能無(wú)誤，因此加入客制化指令對(duì)許多SoC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)并不容易。

晶心強(qiáng)調(diào)，通過(guò)公司ACE設(shè)計(jì)環(huán)境，可大幅簡(jiǎn)化加入客制化指令步驟。工程師只須建立一個(gè)ACE描述檔來(lái)定義輸入/輸出界面及以C語(yǔ)言描述的指令意涵，再加上一個(gè)相對(duì)應(yīng)的精簡(jiǎn)Verilog檔來(lái)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(kuò)充指令的CPU和相關(guān)軟件工具鏈。

由于COPILOT設(shè)計(jì)環(huán)境是自動(dòng)產(chǎn)生ACE指令關(guān)鍵，能幫助SoC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)省去許多底層RTL設(shè)計(jì)工作，如運(yùn)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(jié)果匯整。因此工程師能專(zhuān)注利用ACE的強(qiáng)大功能，而不是花費(fèi)時(shí)間摸索CPU管線的運(yùn)作方式。

ACE最強(qiáng)大的功能以高階語(yǔ)法來(lái)描述指令，并自動(dòng)產(chǎn)生RTL電路。如矢量語(yǔ)法讓開(kāi)發(fā)者能像設(shè)計(jì)純量指令一樣輕松設(shè)計(jì)出矢量指令，背景語(yǔ)法則能讓需較長(zhǎng)時(shí)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(chǔ)器設(shè)定任意位元寬度特點(diǎn)，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(dòng)產(chǎn)生測(cè)試矢量和交叉驗(yàn)證環(huán)境，幫工程師驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的指令是否正確，讓設(shè)計(jì)驗(yàn)證更為容易。

蘇泓萌認(rèn)為，ACE客制指令有助突破應(yīng)用設(shè)計(jì)瓶頸，加上結(jié)合V5系列處理器后，便能大幅提升性能，達(dá)成高效能的設(shè)計(jì)目標(biāo)。