Model procesoru RISC-V
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
V rámci snahy o minimalizaci spotřeby a plochy na čipu dochází k vývoji procesorů s aplikačně specifickou instrukční sadou. Dochází tak k vytváření nových instrukčních sad, které však často bývají tajné. Proti tomuto trendu stojí instrukční sada RISC-V, vyvinutá Kalifornskou univerzitou v Berkeley, která je plně otevřena. V této diplomové práci se pozornost věnuje analýze instrukční sady RISC-V a jazyků Chisel a CodAL, které slouží k popisu instrukčních sad a počítačových architektur. Jádrem práce je implementace modelu základní instrukční sady RISC-V a rozšíření pro dělení, násobení a 64-bitový adresový prostor a dále implementace modelu časování založeného na mikroarchitektuře Rocket Core. To vše v jazyce CodAL. Modely jsou dále využity ke generování překladače jazyka C a RTL reprezentace procesoru ve vývojovém prostředí Codasip Studio. Získaný překladač je porovnán s překladačem dostupným od tvůrců instrukční sady a výsledky použity k optimalizaci instrukční sady. RTL je syntetyzováno na FPGA Artix 7 a srovnáno s výsledky syntézy Rocket Core.
The number of application specific instruction set processors is rapidly increasing, because of increased demand for low power and small area designs. A lot of new instruction sets are born, but they are usually confidential. University of California in Berkeley took an opposite approach. The RISC-V instruction set is completely free. This master's thesis focuses on analysis of RISC-V instruction set and two programming languages used to model instruction sets and microarchitectures, CodAL and Chisel. Implementation of RISC-V base instruction set along with multiplication, division and 64-bit address space extensions and implementation of cycle accurate model of Rocket Core-like microarchitecture in CodAL are main goals of this master's thesis. The instruction set model is used to generate the C compiler and the cycle accurate model is used to generate RTL representation, all thanks to Codasip Studio. Generated compiler is compared against the one implemented manually and results are used for instruction set optimizations. RTL is synthesized to Artix 7 FPGA and compared to the Rocket Core synthesis.
The number of application specific instruction set processors is rapidly increasing, because of increased demand for low power and small area designs. A lot of new instruction sets are born, but they are usually confidential. University of California in Berkeley took an opposite approach. The RISC-V instruction set is completely free. This master's thesis focuses on analysis of RISC-V instruction set and two programming languages used to model instruction sets and microarchitectures, CodAL and Chisel. Implementation of RISC-V base instruction set along with multiplication, division and 64-bit address space extensions and implementation of cycle accurate model of Rocket Core-like microarchitecture in CodAL are main goals of this master's thesis. The instruction set model is used to generate the C compiler and the cycle accurate model is used to generate RTL representation, all thanks to Codasip Studio. Generated compiler is compared against the one implemented manually and results are used for instruction set optimizations. RTL is synthesized to Artix 7 FPGA and compared to the Rocket Core synthesis.
Description
Keywords
RISC-V, ASIP, modelování souboru instrukcí, instrukční model, CodAL, Codasip Studio, Chisel, Rocket Core, modelování mikroarchitektury, model časování, RISC-V, ASIP, instruction set architecture modeling, instruction accurate model, CodAL, Codasip Studio, Chisel, Rocket Core, microarchitecture modelling, cycle accurate model
Citation
BARTÁK, J. Model procesoru RISC-V [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2016.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Počítačové a vestavěné systémy
Comittee
doc. Ing. Zdeněk Kotásek, CSc. (předseda)
doc. Dr. Ing. Otto Fučík (místopředseda)
doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Martínek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Racek, CSc. (člen)
doc. Ing. Ondřej Ryšavý, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2016-06-17
Defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázku oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm " A ". Otázky u obhajoby: Jaké další optimalizace by bylo třeba provést aby byly výsledky překladače na úrovní GCC?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení