Xtensa LX Processador Configurável Tensilica

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1 Xtensa LX Processador Configurável Tensilica
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE INFORMÁTICA CMP237 – Arquitetura e Organização de Processadores Xtensa LX Processador Configurável Tensilica Emilena Specht 2006/1 jun. 2006 Xtensa LX

2 Introdução Sistemas embarcados: potência energia área desempenho
-> Surgimento dos portáteis pela década de 70 (1o. Celular pesava 1 kg). Comercialização nos EUA e Europa pela década de 80. No Brasil, celulares difundidos no final da década de 90. No site da Teleco (informação em telecomunicações): Em outubro, 81 milhões de celulares (44 cel/100 habitantes) Previsão de estarmos próximos a 85/ 88 milhões hoje. Apesar da demanda por notebooks ter aumentado (as pessoas estão preferindo notebooks a desktops), o celular é de longe o portátil mais vendido. Celular promove comunicação imediata e confiável (entrega garantida da informação ), uma função mais comum e necessária. Além disso, o custo de aquisição é menor Ou seja, mercado de aplicações para celular é grande. -> algumas característacas dos portáteis: pequenos, (...) -> do grupo dos portáteis, vou me focar no celular, que a princípio, era voltado mais para comunicação por voz. jun. 2006 Xtensa LX

3 Introdução Sistemas embarcados: Solução: ASIPs (Application Specific
aplicações conhecidas propósitos diferentes time-to-market Solução: ASIPs (Application Specific Instruction Processors) jun. 2006 Xtensa LX

4 Introdução ASIPs jun. 2006 Xtensa LX

5 Introdução Xtensa LX ASIP da Tensilica Inc. Lançado em 2004
Sintetizável Extensível Configurável jun. 2006 Xtensa LX

6 Introdução Xtensa LX ASIP da Tensilica Inc. Lançado em 2004
Sintetizável Extensível Configurável =/= Reconfigurável jun. 2006 Xtensa LX

7 Introdução Xtensa LX Aplicações DSP Data-intensive Controle Low-power
jun. 2006 Xtensa LX

8 Sumário Overview Funções Básicas Funções Configuráveis
Funções Opcionais Funções Estendidas Ambientes jun. 2006 Xtensa LX

9 Overview jun. 2006 Xtensa LX

10 Funções Básicas RISC 32-bits ULA 32-bits Pipeline de 5 ou 7 estágios
Conjunto básico de 80 instruções Instruções convencionais RISC Compare-and-branch Tamanho da instrução: 16-bits e 24-bits jun. 2006 Xtensa LX

11 Funções Básicas Impacto do tamanho da instrução
16-bits: tamanho do código reduzido 24-bits: performance na execução jun. 2006 Xtensa LX

12 Funções Básicas Formato das instruções jun. 2006 Xtensa LX

13 Funções Configuráveis
Banco de registradores Máx 64 para propósito geral Máx 6 para propósitos especiais Unidade de load/store Ciclos para acesso à memória jun. 2006 Xtensa LX

14 Funções Configuráveis
jun. 2006 Xtensa LX

15 Funções Opcionais Multiplicador 32-bits Unidade de ponto-flutuante
Instruções opcionais MAC 16-bits Vectra LX DSP Engine jun. 2006 Xtensa LX

16 Funções Opcionais Opcionais e configuráveis
Interface de acesso a barramento externo PIF 32, 64 ou 128-bits, com opção de DMA Xtensa Local Memory Interface (XLMI) caches de dados e instruções até 32KB, 4-way-set associative política de coerência (write-back ou write-through) Little Endian/Big Endian jun. 2006 Xtensa LX

17 Funções Opcionais jun. 2006 Xtensa LX

18 Funções Estendidas Tensilica Instruction Extension (TIE)
Linguagem para descrição de instruções Novas instruções são de 32-bits Coexistência com o ISA base do Xtensa LX Restrições: Semântica equivalente à lógica combinacional Execução da instrução em 1 ciclo de relógio Codificação da instrução jun. 2006 Xtensa LX

19 Funções Estendidas Tensilica Instruction Extension (TIE) jun. 2006
Xtensa LX

20 Base: Xtensa que não implementa TIE
Funções Estendidas Tensilica Instruction Extension (TIE) Base: Xtensa que não implementa TIE Speed-up jun. 2006 Xtensa LX

21 Funções Estendidas Flexible Length Instruction Xtensions (FLIX)
Cada instrução definida: múltiplas e independentes operações 32-bits ou 64-bits jun. 2006 Xtensa LX

22 Funções Estendidas Flexible Length Instruction Xtensions (FLIX)
paralelismo 2 a 15 pipelines Filas e portas de I/O para comunicação externa Custo no controle: 2 mil gates jun. 2006 Xtensa LX

23 Funções Estendidas jun. 2006 Xtensa LX

24 Em números jun. 2006 Xtensa LX

25 Instruction Set Simulator
Ambiente Tensilica XCC Instruction Set Simulator jun. 2006 Xtensa LX

26 Ambiente Tensilica XPRES jun. 2006 Xtensa LX

27 Ambiente Tensilica Custo:
Licenciamento para um único projeto: US$ (2004) Inclui as ferramentas padrão de desenvolvimento Compilador C/C++, Simulador do conjunto de instruções, compilador TIE e XPRES são cobrados separadamente jun. 2006 Xtensa LX

28 Referências Tensilica Inc. Xtensa LX Product Brief Disponível em (2006). Tensilica Inc. FLIX: Flast Relief for Performance-Hungry Embedded Applications. Tensilica White Paper. Fev, 2005. Berkeley Design Technology, Inc. An Independent Analysis of the Tensilica Xtensa LX Processor with Vectra LX. 2005 Gonzalez, Ricardo E. Xtensa: a Configurable and Extensible Processor. IEEE Micro, Mar-Abr 2000, p Eclipse home page. jun. 2006 Xtensa LX

29 Xtensa LX Processador Configurável Tensilica
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE INFORMÁTICA CMP237 – Arquitetura e Organização de Processadores Xtensa LX Processador Configurável Tensilica Emilena Specht 2006/1 jun. 2006 Xtensa LX