[发明专利]一种跨指令集的执行部件移植与剪裁方法

说明书

本发明公开了一种跨指令集的执行部件移植与剪裁方法，包括分别针对原生指令集、目标指令集进行算子抽象，将支持的运算操作映射为算子；进行功能完备性检查；若原生指令集的功能完备性不合格，则对待转化设计进行执行部件RTL功能扩展；针对待转化设计建立算子与控制信号的映射，得到算子与控制信号的映射表；基于算子与控制信号的映射表完成执行部件RTL设计剪裁。本发明将执行部件控制信号形成的空间作为指令集与RTL设计的接口，从而实现跨指令集执行部件设计的自动移植，针对处理器敏捷设计和跨指令集知识迁移的需求，能够有效缩短设计周期，增强执行部件设计的可配置属性。

技术领域

本发明设计微处理器设计技术领域的跨指令集的敏捷开发技术，具体涉及一种跨指令集的执行部件移植与剪裁方法，用于实现执行部件的跨指令集快速移植。

背景技术

指令集的发展处于由封闭社区转向开源社区的关键转型时间点，开源指令集的兴起和发展为微处理器带来了诸多机会与挑战。典型的开源指令集RISC-V不仅具有低成本的优势，而且也满足目前微处理器设计对指令集简洁和敏捷设计等的需求。目前，RISC-V指令集被广泛应用在嵌入式应用中，如MCU等。高性能微处理器围绕RISC-V也逐步展开，如玄铁910等。考虑到微处理器设计的时间成本和敏捷化发展趋势，如何将已有设计及技术积累转化成为支持开源指令集的设计成为开源指令集快速产品化过程中面临的重要挑战之一。

随着微处理器技术的发展，微处理器的应用场景覆盖了从服务器到嵌入式的各种领域。不同应用层级的微处理器之间存在指令集隔离，其他核心功能不完全相同，如高性能计算核心侧重于向量浮点操作，嵌入式控制器仅具备基础的数值运算能力。另一方面，不同指令集运算指令定义也存在区别，如ARM指令集中比较类指令是将操作数的大小关系写入到对应的NZCV控制寄存器以供后面指令使用，而RISC-V则直接在一条指令中实现基于操作数逻辑的操作。执行部件的设计与指令集和应用场景严格绑定。

与存储系统和系统寄存器等不同，执行部件的运算核心相对独立，且指令集发展出现了开源、模块化的趋势，如RISC-V指令集。考虑到微处理器设计的时间成本和敏捷化趋势，模块化的微处理器设计成为关键的一环。为降低设计成本加速微处理器设计流程，支持不同指令集的微处理器设计需要一种支持跨指令集的微处理器设计移植技术，利用已有微处理器体系结构和IP快速的转化成为支持不同指令集的微处理器设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种跨指令集的执行部件移植与剪裁方法，本发明将执行部件控制信号形成的空间作为指令集与RTL设计的接口，从而实现跨指令集执行部件设计的自动移植，针对处理器敏捷设计和跨指令集知识迁移的需求，能够有效缩短设计周期，增强执行部件设计的可配置属性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种跨指令集的执行部件移植与剪裁方法，包括：

1)分别针对原生指令集、目标指令集进行算子抽象，将支持的运算操作映射为算子；

2)基于算子抽象的结果进行功能完备性检查，以确定目标指令集在待转化设计中缺少的功能，以及原生指令集的功能完备性；

3)判断原生指令集的功能完备性是否合格，若合格，则保持待转化设计不变，直接跳转执行下一步；否则，针对待转化设计进行执行部件RTL功能扩展；

4)针对待转化设计建立算子与控制信号的映射，得到算子与控制信号的映射表；

5)基于算子与控制信号的映射表完成执行部件RTL设计剪裁。

可选地，步骤1)中分别针对原生指令集、目标指令集进行算子抽象时，包括将所有支持的运算操作映射为两输入的基础运算操作，使得算子为两输入的基础运算操作。