FPGA開発日記

FPGAというより、コンピュータアーキテクチャかもね! カテゴリ別記事インデックス https://sites.google.com/site/fpgadevelopindex/

RISC-V

Rocket-Chipにおけるコンフィグレーション別の面積比較 (BlockRAMへのマッピングの問題)

Rocket Chipは構成によってどのようなコンポーネントが含まれているのかが変わっているのだが、それ以外にもリビジョンによっても結構構成が変わって、FPGAへのインプリメントに使用する面積が変わったりもする。 比較対象として、以下のリビジョンを使用し…

MicroPython試行(3. RISC-V移植環境の調査 → Spikeでの動作)

MicroPythonをRISC-Vのプラットフォームで動作させたくて、調査している。 MicroPythonはQEMUの環境も用意されていて、ARMやXtensaなどの環境も用意されている。これらを参考にしながら、実装を進めていこう。 RISC-V用に用意しなければならないのは、 nlr_p…

RISC-Vの命令セットシミュレータSpikeでRoCCインタフェースを実装する2.

UCBの開発しているシミュレータSpikeは、RISC-Vの命令セットをシミュレーションすることのできるISSで、サイクル精度を出すことはできないが最初のアプリケーションのデバッグに有用なツールだ。 そして、RISC-Vにはカスタム命令 (custom0 - custom3)が用意…

RISC-Vの命令セットシミュレータSpikeでRoCCインタフェースを実装する

UCBの開発しているシミュレータSpikeは、RISC-Vの命令セットをシミュレーションすることのできるISSで、サイクル精度を出すことはできないが最初のアプリケーションのデバッグに有用なツールだ。 そして、RISC-Vにはカスタム命令 (custom0 - custom3)が用意…

RISC-Vの命令セットシミュレータSpikeでもRoCCインタフェースがシミュレーションできる?

UCBの開発しているシミュレータSpikeは、RISC-Vの命令セットをシミュレーションすることのできるISSで、サイクル精度を出すことはできないが最初のアプリケーションのデバッグに有用なツールだ。 そして、RISC-Vにはカスタム命令 (custom0 - custom3)が用意…

Rocket ChipにはDual Coreのコンフィグレーションがある(1. シミュレーション試行 & Vivado合成試行)

UCBの開発したRISC-V実装であるRocket Chipは基本的にシングルコアのモードで動作させるが、よく見るとデュアルコアのモードも存在する。 rocket-chip/src/main/scala/system/Configs.scala class DualCoreConfig extends Config( new WithNBigCores(2) ++ n…

UCBのRISC-V FPGAシミュレーション加速環境 "MIDAS"を試行する(1)

CARRVで発表された、UCBのRISC-V FPGAシミュレーション環境 MIDASのリポジトリがあったので、実験してみた。 試してみたのは以下のディレクトリ。 github.com まずは一応全部ダウンロードした。riscv-fesvrを最新に更新しないと動作しないようなので、riscv-…

SiFive Webinar "Part II: Introduction to SiFive RISC-V Core" 聴講

途中で寝ちゃいましたけど!日本時間の2:30~は遅すぎるよ。。。 SiFive社が主催しているRISC-VのWebinar第2回、今回はSiFive社が提供しているRISC-VのIP群についての話。シングルコアの話から、マルチコアのものまでザックリと製品群のすみ分けの説明だった…

RISC-V 7th Workshop の Preliminary Agendaが公開されました

11月28~11月30日に実施される7th RISC-V Workshop、今回もPreliminary Agendaが公開された。 7th RISC-V Workshop Preliminary Agenda - RISC-V Foundation via kwout 今回も2日間に渡るセッションだが、量が多いなあ!45セッションあるらしい。 ってかセッ…

UCBのRISC-V FPGAシミュレーション加速環境 "MIDAS"

2017/10/14-10/15にかけて、アメリカのボストンにてRISC-Vの学術的なトピックに焦点を当てたワークショップ "CARRV (Computer Architecture Research with RISC-V)" が開催された。 その際の発表資料などは、CARRVのウェブサイトにて見ることが出来る。 carr…

RISC-Vにおける命令拡張についてのポリシー

先日Design Solution Forumで発表をしてきたのだが、その時にRocket Chipを拡張して独自命令を追加した話をした。 そのあとで他の発表の方から、RISC-Vの拡張方法についていろんな考え方が聞けたため、そういえばRISC-Vって独自の命令を追加する場合に何か考…

RISC-V 64bit Quadコア SoC "U54-MC Coreplex"

Linuxをサポートしている64bit RISC-V 4コア + 64bit RISC-V 1コアのSoCとのこと。 Quad Coreの方はU54コアということで、アーキテクチャとしてはRV64GC(整数浮動小数点何でも入り)、シングルコアの方はE51をベースとしたRV64IMAC(整数演算のみサポート)を搭…

Rocket Chipの足回りを理解する (7. デバッグモジュールによるデータの転送)

前回の続き。Rocket Chipがどのようにしてプログラムをロードするのかを引き続き解析している。riscv-fesvrのdtm.ccを見てその動作を解析している。 write_chunk (uint64_t taddr, size_t len, const void* src) ターゲットのアドレスtaddrからlenバイト分、…

Rocket Chipの足回りを理解する (6. デバッグモジュールによるRocket Chipの内部レジスタアクセス)

RISC-VのフラグシップモデルであるRocket Chip Generatorは、RISC-Vのほぼ全ての仕様を網羅している非常に優れているデザインだが、最初はなかなか取っつきにくい部分がある。 それはいくつかあるのだが、 ChiselというScala拡張の言語で記述されており、Ver…

RocketChipの足回りを理解する(5. Load_Elf 解析中)

前回の続き。Rocket Chipがどのようにして制御を行っているのか、またプログラムのロードや、Start,Stopの制御はどのように行っているのかなどを調査している。 前回まではload_program()関数が呼ばれるところまでを見てきた。 msyksphinz.hatenablog.com 実…

RISC-V実装 BOOM v2をコンパイルしてRTLシミュレーションを実行する

RISC-Vのアウトオブオーダ実装であるBOOMv2は、githubで既に公開されている。 github.com BOOMv2の実装とRocket Chipの実装は分離されており、内部コアをBOOMv2、外部のインタフェース部分をRocket Chipで実装する。 上記のBOOM v2.0.1は riscv-boom リポジ…

RISC-Vのアウトオブオーダ実装 BOOM v2の内部構成

少し前に、RISC-VのRocket Coreのアウトオブオーダ版、BOOM(Berkeley Out-of-Order Machine) のVersion2がリリースされたことがアナウンスされたが、CARRV (RISC-Vの学術ワークショップ) に向けてその詳細が公開されたので読んでみた。 BOOM v2: an open-sou…

Rocket Chip on ZedBoardはどこまで周波数を上げられるのか (2. SmallConfigの場合)

Rocket Chipの動作周波数を上げるべくいろいろ試行していたが、ZynqSmallConfigの場合はどれくらい周波数が上がるのだろう? ZedBoardでFPGA向けに合成をする場合にはいくつかオプションがあり、デフォルトではZynqConfig、小さめの構成でZynqSmallConfigと…

Rocket Chip on ZedBoardはどこまで周波数を上げられるのか?(1. DefaultFPGAConfigの場合)

Rocket ChipをFPGAにインプリメントして動作させているが、動作周波数が25MHzに設定されているというのに驚愕した。 ZedBoard自体は100MHzで動くはずだし、HiFive1だって320MHzで動作するような設計だ。 なぜこんなに遅い周波数で設計されているのだろう? …

Rocket ChipのChiselを使ってアクセラレータを作る(Dot Productアクセラレータの性能評価)

前回、Chiselを使ってDot Productアクセラレータを作ったが、まだ正しく答えが一致していなかった。 msyksphinz.hatenablog.com 一応デバッグしてプログラムを正しく走ることが出来るようにして、まずは16x16のサイズで正しく問題が計算されていることを確認…

Rocket ChipのChiselを使ってアクセラレータを作る (より大きな行列に対応したDot Productハードウェア)

Chiselを使って行列積を計算するハードウェアを開発してきたが、これには弱点がある。 小さな行列に焦点を当てたので、大きな行列(16行以上)に対応できないことだ。 msyksphinz.hatenablog.com msyksphinz.hatenablog.com しかしこの方法には利点もある。16…

RoCCアクセラレータを乗せたRocket ChipのFPGA論理合成(4. 自作アクセラレータの論理合成)

RISC-Vの実装、Rocket Chipのアクセラレータ向けインタフェースにハードウェアを実装し、RTLシミュレーションを行った。 次に、Rocket ChipをFPGA向けに論理合成するところまで上手く行ったので、今回開発したRoCCアクセラレータをFPGAに実装してみよう。 こ…

RISC-VのRoCCアクセラレータ付きRocket-Chip構成をFPGA向けに合成する(3. アプリケーション動作)

前回作業をした、RISC-VのRocket Chipで、FPGAにRoCCアクセラレータ付きの実装をインプリメンテーションする作業、前回までは、 一応ブートまで進んだものの、何故かアプリケーションが動作せず、作業が止まってしまっていた。 そこで、もっとお気楽なビルド…

Rocket ChipのChiselを使ってアクセラレータを作る (行列積アクセラレータを高速化する)

前回、RISC-VのRocket Chipに整数のDot Productを計算するアクセラレータを接続した。 これにより、整数行列積の計算において、約2.7倍の高速化を達成した。 ただし、これはまだ高速化できる余地がある。 一度データをアクセラレータ内に格納すると、次に同…

Rocket ChipのChiselを使ってアクセラレータを作る (行列積アクセラレータのアイデア出し)

Rocket ChipとChiselの勉強を進めてきた。RoCCのインタフェースにChiselで記述したアクセラレータを接続して、その効果を測定した。 まずは簡単化のために、RoCCインタフェースからメモリの値を読み込んで、その値をすべて加算するプログラムを書いてみた。 …

RISC-VのRoCC アクセラレータ付きRocket-Chip構成をFPGA向けに合成する (2. LinuxのビルドとFPGAでのブート)

RISC-VのRocket Chipで、FPGAにインプリメンテーションをするためにはいくつかの方法があるが、その中でfpga-zynqリポジトリ(https://github.com/ucb-bar/fpga-zynq)を使って、FPGAにRISC-Vを焼いてみている。 その中で、やはりRoCC(Rocket Custom Coprocess…

RoCC アクセラレータ付きの構成をFPGA向けに合成する(1. 構成の追加とFPGA合成)

RISC-VのRocket Chipを使う構成で、FPGAにインプリメントするためのパッケージとしては以下の2つがあるだろう。 UCBのfpga-zynqリポジトリを利用する (https://github.com/ucb-bar/fpga-zynq) SiFiveのfreedomリポジトリを利用する (https://github.com/sifi…

"An Introduction to RISC-V Architecture for Embedded Developers" 聴講

世の中ではAppleが新しい製品を発表するらしくそっちで徹夜している人はたくさんいるだろうが、私はRISC-VのWebinarを聴講するために徹夜してました。 zoom.us 内容としてはRISC-Vの基本的なISAの基礎から始まる初心者向け。 なお、このウェブセミナーは三回…

RISC-V向けHiFive1ボードのフラッシュメモリアクセス性能評価

RISC-V評価ボードのHiFive1は、オンチップのメモリが少なく、L1Dキャッシュが16KBしかない。それ以外のデータにアクセスするためには、外部のフラッシュメモリを利用する必要がある。 これにより、ほとんどすべてのデータはあらかじめフラッシュメモリに格納…

Windowsで動作するRISC-Vプログラム開発環境"Freedom Studio"

RISC-Vチップで動作するプログラムを開発する場合、いくつか方法が存在する。 Arduino IDEを使って開発する Freedom-E-SDK を使って開発する これらの方法はどちらとも、本ブログを通じで紹介してきた。Arduino IDEは他のArduinoプラットフォームとの親和性…