20、在LISA中对可扩展SIMD DSP进行建模

在LISA中对可扩展SIMD DSP进行建模

1. 引言

近年来，单指令多数据（SIMD）处理器在软件定义无线电（SDR）领域的应用中表现出色，如W - CDMA和ODFMA等系统的算法已在基于SIMD的数字信号处理器（DSP）上高效实现。然而，下一代SDR技术对计算性能提出了更高要求，可能需要具有更大SIMD宽度的新型SIMD处理器。

在这种背景下，我们探索使用LISA 2.0语言来建模可扩展的SIMD向量DSP。LISA是指令集架构描述语言，是CoWare处理器设计工具包的关键组件。使用LISA描述的处理器模型可自动生成指令集模拟器（ISS）、可综合的寄存器传输级（RTL）代码以及软件开发工具。

虽然已有一些使用LISA对指令集扩展进行建模的工作，但在LISA中开发具有可扩展SIMD宽度的SIMD DSP尚未得到充分研究。本文为在LISA中建模可扩展SIMD DSP做出了以下贡献：
- 定义了建模SIMD架构的要求，并基于这些要求分析了LISA语言。分析表明，LISA语言的局限性阻碍了可扩展SIMD DSP数据路径的建模。
- 引入了LISA语言的扩展，解决了SIMD DSP数据路径建模的问题。这些扩展使用GNU M4宏语言实现，作为预处理步骤，无需访问LISA的源代码。通过这些扩展，可以从单个标量数据路径的规范生成完整的SIMD数据路径。
- 实现了不同规则拓扑的SIMD置换网络生成器。使用这种方法，可以根据不同的SIMD宽度自动调整所选的置换网络。

2. 使用LISA建模SIMD数据路径

2.1 SIMD DSP的结构

SIMD DSP至少由控制单元和SIMD数据路径组成。控