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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. Introdução. Sistemas embarcados: potência energia área desempenho. Introdução.

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Xtensa LX Processador Configurável Tensilica

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Presentation Transcript

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

  2. Introdução • Sistemas embarcados: • potência • energia • área • desempenho Xtensa LX

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

  4. Introdução • ASIPs Xtensa LX

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

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

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

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

  9. Overview 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 Xtensa LX

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

  12. Funções Básicas • Formato das instruções 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 Xtensa LX

  14. Funções Configuráveis Xtensa LX

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

  17. Funções Opcionais 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 Xtensa LX

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

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

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

  23. Funções Estendidas Xtensa LX

  24. Em números Xtensa LX

  25. Ambiente Tensilica XCC Instruction Set Simulator Xtensa LX

  26. Ambiente Tensilica XPRES Xtensa LX

  27. 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 Xtensa LX

  28. 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/ Xtensa LX

  29. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE INFORMÁTICA CMP237 – Arquitetura e Organização de Processadores Xtensa LXProcessador Configurável Tensilica Emilena Specht 2006/1 emilenas@inf.ufrgs.br Xtensa LX

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