计算机工程与科学

作者：陆松, 蒋句平, 任会峰

单位：1.无锡学院，江苏 无锡 214105;2.国防科技大学计算机学院，湖南 长沙 410073

关键词：RISC-V,指令集,定制化,处理器,FPGA,

基金：无锡学院人才启动经费（550220022）

随着RISC-V指令集的流行，出现了一批应用于IoT智能硬件、嵌入式系统、人工智能芯片、安全设备及高性能计算等不同领域的开源和商业IP软核。性能、功耗和面积三者之间的平衡需要指令集可裁剪、易扩展，以及软件开发环境的配套支持。为此，按照增加自定义指令、扩展ALU功能单元、连接控制信号和数据通路、FPGA原型验证、定制交叉编译环境和应用程序测试的流程，基于FPGA快速实现了定制化RISC-V处理器。以加速矩阵运算为例，基于FPGA在开源IP蜂鸟E203上设计了一条计算向量内积的自定义指令，并在FPGA上进行了原型验证。应用测试程序表明，定制化的RISC-V处理器的计算性能有显著提升，矩阵乘法运算的性能加速比达到了5.3~7.6。

来源：2022年第10期

《计算机工程与科学》期刊编辑部

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