將軟核 RISC-V 添加到 FPGA 提升可編程性

通過(guò)將軟核 RISC-V 處理器集成到現場(chǎng)可編程門(mén)陣列 (FPGA) 中，可以顯著(zhù)增強其可編程性。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)現這一目標及其潛在優(yōu)勢。

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，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)硬件加速器的復雜任務(wù)中協(xié)同管理硬件，使其高效運行。

2. 軟件升級成本低
   與硬件更新相比，軟件更新的成本顯著(zhù)降低，并且驗證過(guò)程更簡(jiǎn)便。某些復雜的功能，比如有限狀態(tài)機，可以用簡(jiǎn)單的 C 代碼實(shí)現，而無(wú)需復雜硬件設計。

3. 設計靈活性
   Bluespec 的軟核處理器支持靈活配置，開(kāi)發(fā)者可根據應用需求調整處理器的實(shí)現方式，提升整體效率和靈活性。

軟核 RISC-V 的應用場(chǎng)景

Bluespec 的軟核處理器適用于大多數應用，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

• 數據中心

• 工業(yè)市場(chǎng)

性能表現：Speedster 7t 與軟核 RISC-V 的結合

在 Achronix Speedster 7t FPGA 上，Bluespec 的軟核 RISC-V 處理器運行頻率可達 300 MHz。開(kāi)發(fā)者還可以添加自定義指令，從而加速特定計算密集型任務(wù)，性能可顯著(zhù)提升。這種定制能力是 Bluespec 處理器的亮點(diǎn)，能夠根據具體應用需求優(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(kāi)發(fā)者能夠輕松將 RISC-V 內核集成到 FPGA 架構中，并實(shí)現性能優(yōu)化。NoC 還能高效擴展計算能力，支持芯片內部或跨芯片的高效通信。

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

可配置功能

開(kāi)發(fā)者可以配置多種功能，包括：

• 緩存大小

• 浮點(diǎn)運算支持

• 物理內存與虛擬內存保護

• 可擴展加速器支持

通過(guò)這些功能，Bluespec 的軟核 RISC-V 處理器為開(kāi)發(fā)者提供了高度靈活的設計能力，使其能夠高效應對復雜計算任務(wù)，同時(shí)降低開(kāi)發(fā)成本。

RISC-V 在 FPGA 中的軟核實(shí)現展現了其強大的靈活性和適應能力。通過(guò)結合 Achronix FPGA 的先進(jìn)硬件特性，Bluespec 為開(kāi)發(fā)者提供了應對多種應用場(chǎng)景的強大工具。