21、NoGAP：微架构构建框架解析

NoGAP：微架构构建框架解析

1. 引言

在当今的硬件设计领域，灵活的专用指令集处理器（ASIP）正逐渐在众多领域取代传统的单片专用集成电路（ASIC）。然而，设计一个 ASIP 是一项艰巨的任务。目前存在多种软件工具，它们在一定程度上减轻了设计负担，但这些工具往往会将设计师限制在预定义的架构模板中。这使得设计灵活性受限，许多新颖 ASIP 处理器和可编程加速器的设计师不得不回归到硬件描述语言（HDL），如 Verilog 或 VHDL。HDL 虽然在寄存器传输级提供了完全的设计灵活性，但也带来了设计复杂性的增加，所有细节都需要手动处理。

高级工具中使用的描述语言通常被称为架构描述语言（ADL），这类设计工具在本文中被称为“ADL 工具”。由于 ADL 工具呈现的是设计的抽象视图，必然会隐藏一些细节，并对设计的设备有一些先验假设，这导致 ADL 工具在不同方向上发展，适用于不同的领域。目前大多数 ADL 工具要么在更高的抽象层次上描述系统，对系统范围内的模块事务和交互进行建模；要么旨在通过支持编译器和模拟器来简化处理器设计。这两类 ADL 工具都有一些成熟且性能良好的产品，但使用 ADL 工具的风险在于最终设计可能只是工具所支持的产物，而非设计师心中的创新产品。

NoGap 的目标不是让大众轻松构建处理器，而是为有经验的设计师提供支持，帮助他们处理繁琐的任务。本文将介绍 NoGap 的主要部分，突出其与现有工具的异同，旨在填补 ADL 工具盒中的空白，专注于新颖 ASIP 架构的设计。

2. 相关工作

目前有许多支持处理器设计的工具，如 LISA、EXPRESSION、nML、MIMOLA、ArchC 和 ASIP Meister 等