30、快速配置与指令选择针对特定应用指令集处理器

快速配置与指令选择针对特定应用指令集处理器

1. 引言

嵌入式系统设计者面临着诸多挑战，包括减少芯片面积、提高应用程序性能、降低能耗以及缩短上市时间。传统方法如使用通用可编程处理器或设计专用集成电路（ASICs）并不能完全满足这些需求。特定应用指令集处理器（ASIPs）作为一种折衷方案，逐渐成为热门选择。ASIPs结合了通用处理器的灵活性和专用集成电路的高效性，可以在满足性能要求的同时降低设计复杂度。

2. 方法论

为了在给定面积约束下最大化ASIP的性能，本文提出了一种选择预制协处理器和预先设计的特定指令的方法论。该方法论有四个输入：用C/C++编写的应用程序、一组预制协处理器、一组预先设计的特定指令和一个面积约束。通过应用这种方法论，配置后的ASIP可以在满足面积限制的前提下实现最优性能。

2.1 方法论的优势

与现有方法相比，本方法论具有以下优势：

• 同时选择预制协处理器和特定指令 ：以往的工作如Gupta等人和IMSP-2P-MIFU仅能选择协处理器或特定指令，而本方法论可以同时选择二者。
• 性能估计代替详尽模拟 ：通过性能估计来确定最佳组合，避免了详尽模拟的耗时问题，大大缩短了设计周期。
• 考虑额外特定指令的延迟 ：在性能估计中加入了额外特定指令的延迟，确保了指令在实际硬件中实施时的有用性。

3. Xtensa处理器的应用

Xtensa是由Tensilica公司开发的可配置和可扩