xtensa lx processador configurável tensilica
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jun. 2006 Xtensa LX 1
Emilena Specht
2006/1
Xtensa LXProcessador Configurável Tensilica
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE INFORMÁTICA
CMP237 – Arquitetura e Organização de Processadores
jun. 2006 Xtensa LX 2
Introdução
• Sistemas embarcados:– potência – energia – área – desempenho
jun. 2006 Xtensa LX 3
Introdução
• Sistemas embarcados:– aplicações conhecidas– propósitos diferentes– time-to-market
• Solução: ASIPs (Application Specific
Instruction Processors)
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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
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Sumário
• Overview
• Funções Básicas
• Funções Configuráveis
• Funções Opcionais
• Funções Estendidas
• Ambientes
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Overview
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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
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Funções Básicas
• Impacto do tamanho da instrução– 16-bits: tamanho do código reduzido– 24-bits: performance na execução
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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
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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
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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
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Funções Opcionais
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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
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Funções Estendidas
• Tensilica Instruction Extension (TIE)
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Funções Estendidas
• Tensilica Instruction Extension (TIE)
Base: Xtensa que não implementa
TIE
Speed-up
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Funções Estendidas
• Flexible Length Instruction Xtensions (FLIX)– Cada instrução definida: múltiplas e
independentes operações– 32-bits ou 64-bits
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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
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Funções Estendidas
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Em números
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Ambiente Tensilica
XCC
Instruction Set Simulator
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Ambiente Tensilica
XPRES
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Ambiente Tensilica
• Custo:– Licenciamento para um único projeto:
US$550.000 (2004)– Inclui as ferramentas padrão de
desenvolvimento– Compilador C/C++, Simulador do
conjunto de instruções, compilador TIE e XPRES são cobrados separadamente
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Referências
• Tensilica Inc. Xtensa LX Product Brief. 2004.Disponível em http://www.tensilica.com (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. 60-70.
• Eclipse home page. http://www.eclipse.org/
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Emilena Specht
2006/1
Xtensa LXProcessador Configurável Tensilica
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE INFORMÁTICA
CMP237 – Arquitetura e Organização de Processadores
emilenas@inf.ufrgs.br
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