摘要：SIMD(Single-Instruction-Multiple-Data)并行体系结构在现代处理器体系结构中扮演非常重要的角色。SIMD指令集已经成为处理器指令集中重要的子集。SIMD结构和指令集实现了短向量并行处理能力,SIMD指令集实现了对多种数据类型、多种操作模式的支持。采用形式化的方法,描述SIMD指令集的设计空间,从多个正交的维度刻画SIMD指令集的设计,基于此详细讨论了SIMD指令集的设计问题。该形式化方法有益于对SIMD指令集体系结构的分析和设计。

摘要：以有人机/无人机协同任务为背景,详细分析了有人机和无人机的交互过程,提出了协同任务指令集的构成和设计要求,分别从有人机操作员和无人机的角度定义了有人机任务命令集和无人机指令集,进而设计了协同任务指令集的编码方案。最后结合具体的任务想定,搭建了有人机/无人机协同任务仿真环境,验证了所设计指令集的合理性、有效性。

摘要：近年来,表现出极其优越性能的神经网络算法对硬件算力的要求逐渐提高.在一些低功耗场景如星载系统中,拥有可编程重构、高并行等特性的FPGA是神经网络算法较为合适的硬件加速平台.为了解决传统神经网络硬件加速器设计中片内资源消耗大、各功能模块耦合性高等问题,设计实现了一套专用AI指令集并应用在了基于FPGA的神经网络加速器的设计中.文章首先介绍了该指令集的设计方案.整个指令集由指令寄存器、指令解释器、指令转发模块、内存管理单元和多个模块构成.通过该指令集可实现对不同模块的复用,降低模块之间的耦合性.并以YOLOV3-Tiny网络模型为例,对比了平铺式和指令控制式两种加速方案的逻辑资源的消耗.验证了应用专用指令集可以减少约50%的FPGA逻辑资源的使用.

摘要：提出了一种CPU设计方案,实现指令集为MIPS指令集中选取15条指令作为本CPU的基本指令,采用基本5步流水线CPU设计。分析了流水线CPU的逻辑结构与指令的处理过程,给出了取指阶段IF、译码阶段ID、执行阶段EX、内存访问阶段MEM、寄存器写回阶段WB阶段的设计与实现。对流水线产生的相关性问题,采用Bubble法和Forwarding法相结合的方法来消除相关性,在FPGA平台上进行了测试,测试结果表明,该方案符合设计要求。

摘要：混合关键系统中,具有不同安全和时间关键度的应用程序共享计算资源。由于系统中存在多种不确定性,设计者需要能同时满足功能行为确定性、时间行为可预测性和高计算性能等多重设计约束的紧致时间设计方法,对现有计算机体系结构及编程语言的理论和方法提出了新的挑战。提出支持时间语义的实时机模型RTM和时间触发指令集TTI,作为构建多层次协同的紧致时间设计方法MTTT的重要基础。最后以直升机飞控程序为例,说明RTM思想和TTI指令集的有效性。

摘要：指令集仿真器是进行系统体系结构设计与评估、系统软件设计与开发以及进行软、硬件协同开发的有利工具。然而指令集仿真器对目标体系结构具有极大的依赖性,无法跨越多个目标平台工作,这就成了制约它发展的一个重要因素。文章根据DSP处理器的特点,参考传统仿真策略,提出了一种改进后的仿真技术,可以极大地提高仿真器运行效率。在此基础上,又结合虚指令集技术,构建VIS仿真器,改变了传统仿真器只能用于单一处理器的局面,使之能够适用于多款处理器结构。这为指令集仿真器的广泛使用提供了有力的保证。

摘要：文章提出一种用于系统级建模指令集的设计方法并加以实现。该指令集作为某DSP的系统级设计建模和开发软件工具链的底层基础,为DSP的软硬件协同设计和软件模拟器的开发提供了一个平台。在工程化的测试中,通过该软件方法建立的DSP模型和硬件描述语言建立的DSP模型进行协同验证,证明了其正确性。

摘要：我国的CPU研发应采用兼容指令集还是自主研发指令集是学术界和产业界长期争论的一个话题,由于研制指令集及其软件生态的难度和工作量受很多因素影响而难以精确量化,不同背景的人对它们的认知差异很大,结果往往是谁都说服不了对方.龙芯团队的这篇论文分享了龙架构指令集的设计和实践经验,针对这个话题给出了有参考价值的观点和数据.1.该文提出,可以通过技术手段达到既自主又兼容,解决自主研发指令集的最大障碍.传统的软件二进制翻译技术已经能够实现不同指令集平台之间的软件兼容运行,但存在性能损失过大的问题.

摘要：在现代计算机系统中,利用高级语言可设计出多种计算斐波那契数列的算法,但需要众多指令的支持。为了简化斐波那契数列的计算过程,提高计算速度,文章提出在Dais-CMX模型机上,基于硬件底层微程序设计,利用寄存器寻址、寄存器间接寻址和指令跳转等硬件技术,设计7条指令即可完成斐波那契数列运算的方法。

摘要：构建了基于PowerPC处理器的SoC软硬件协同验证平台。该平台使用层次化设计方法,支持TLM抽象层次的虚拟原型仿真,兼顾了仿真精度和速度的要求,并用软件编程的方法详细介绍了PowerPC体系指令集模拟器(ISS)的设计与实现方法。