Здравейте! Като доставчик на PCD в Chisel често ме питат за разликите между PCD в Chisel и C-to-RTL компилаторите. Така че реших да напиша този блог, за да го разбия за вас по по-небрежен начин.
Първо, нека поговорим малко за това какво е PCD в Chisel. Chisel е език за конструиране на хардуер, базиран на Scala. Тя ви позволява да проектирате хардуер по по-изразителен и модулен начин. PCD, или поликристален диамант, в контекста на Chisel, може да се използва за създаване на високоефективни хардуерни компоненти. Ние предлагамеПлоски PDC фрези за фиксирани режещи свредлакоито са чудесни за различни приложения. Тези ножове са направени с висококачествен PCD и могат да бъдат интегрирани в хардуерни конструкции, базирани на Chisel, за подобряване на производителността.
От друга страна, C-към-RTL компилаторите са инструменти, които приемат C или C++ код и го преобразуват в описания на регистърно ниво (RTL). RTL е начин за описание на цифрови схеми по отношение на регистри и операции, които прехвърлят данни между тях. Тези компилатори са полезни, когато имате съществуващ C или C++ код и искате да го превърнете в хардуер.
Една от основните разлики между компилаторите PCD в Chisel и C-to-RTL се крие в подхода на проектиране. Когато използвате PCD в Chisel, вие започвате от хардуерно ориентирана гледна точка. Вие мислите как да изградите хардуерни компоненти от самото начало, като се възползвате от паралелизма и паралелността, които хардуерът предлага. Chisel предоставя конструкции за създаване на модули, свързването им и определяне на поведението на хардуерните елементи. Това е като да строите къща тухла по тухла, където всяка тухла представлява хардуерен компонент.
За разлика от тях C-to-RTL компилаторите започват от софтуерно ориентиран подход. Взимате код, който първоначално е бил написан за модел на последователно изпълнение на софтуер и се опитвате да го картографирате върху хардуерна архитектура. Това може да е малко трудно, защото софтуерът и хардуерът имат различни характеристики. Например софтуерът обикновено изпълнява инструкции една след друга, докато хардуерът може да изпълнява множество операции едновременно.
Друга разлика е в нивото на контрол. С PCD в Chisel вие имате високо ниво на контрол върху дизайна на хардуера. Можете точно да определите структурата и поведението на всеки компонент. Можете да оптимизирате дизайна за конкретни показатели за ефективност като скорост, консумация на енергия или площ. Това е особено важно, когато работите по проекти, които имат строги изисквания, като високочестотни процесори или IoT устройства с ниска мощност.
Когато използвате C-to-RTL компилатори, нивото на контрол е по-ограничено. Компилаторът има свой собствен набор от правила и алгоритми за конвертиране на C кода в RTL. Въпреки че понякога можете да промените кода, за да получите по-добри резултати, това не е същото като да имате директен контрол върху дизайна на хардуера. Компилаторът може да вземе решения, които не са оптимални за конкретното ви приложение и може да бъде трудно да се отменят тези решения.
Нека поговорим и за кривата на обучение. Да се научите да използвате PCD в Chisel изисква известно познаване на концепциите за проектиране на хардуер и програмиране в Scala. Въпреки това, след като хванете цаката, това може да бъде много полезно. Chisel има сравнително малък набор от основни концепции и има много ресурси, достъпни онлайн, които да ви помогнат да научите.
Да се научите да използвате C-to-RTL компилатори е малко по-различно. Трябва да имате добро разбиране на програмирането на C или C++, както и известни познания за дизайна на хардуера. Но основното предизвикателство е да се разбере как работи компилаторът и как да се напише код, който може ефективно да се конвертира в RTL. Често има много специфични за компилатора опции и оптимизации, за които трябва да научите.
По отношение на производителността PCD в Chisel често може да доведе до по-добри - оптимизирани хардуерни дизайни. Тъй като проектирате хардуера от нулата, можете да се възползвате напълно от възможностите на хардуера. Можете да извършвате конвейерни операции, да използвате паралелна обработка и да оптимизирате пътищата на данните. Това може да доведе до по-бърз и енергийно ефективен хардуер.
C-към-RTL компилаторите също могат да произвеждат добър - работещ хардуер, но те може да не са толкова оптимизирани като ръчно проектирана Chisel реализация. Компилаторът трябва да направи общи предположения за хардуерната архитектура и може да не е в състояние да използва напълно паралелизма и паралелността на хардуера.
Сега нека поговорим за приложенията. PCD в Chisel е много подходящ за проекти, при които трябва да проектирате персонализиран хардуер. Това включва неща като ASIC (специфични интегрални схеми за приложение), FPGA (програмируеми полеви масиви от портове) и други хардуерни системи с висока производителност. НашитеОформени PDC фрези за взискателни приложения за пробиванеможе да се използва в тези видове проекти за подобряване на производителността на хардуера.
C-to-RTL компилаторите са по-полезни, когато имате съществуващ C или C++ код и искате бързо да прототипирате хардуерна реализация. Те също са добри за проекти, при които нямате време или ресурси да проектирате хардуера от нулата. Например, ако работите върху изследователски проект и искате да тествате нов алгоритъм на хардуер, C-към-RTL компилаторът може да бъде чудесен вариант.
В заключение, както PCD в Chisel, така и компилаторите C-to-RTL имат своите силни и слаби страни. Изборът между тях зависи от изискванията на вашия проект, вашето ниво на опит и ресурсите, с които разполагате. Ако търсите високо ниво на контрол, ориентиран към хардуера подход към дизайна и по-добре оптимизиран хардуер, тогава PCD в Chisel може да е правилният начин. Ако имате съществуващ C или C++ код и искате бърз начин да получите хардуерна реализация, тогава C-to-RTL компилатор може да бъде добър избор.
Ако се интересувате да научите повече за нашите продукти PCD в Chisel или имате някакви въпроси относно това как те могат да се впишат във вашите проекти, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да ви помогнем да вземете най-доброто решение за нуждите на вашия хардуерен дизайн.
Референции
- „Дигитален дизайн и компютърна архитектура“ от Дейвид Мъни Харис и Сара Л. Харис
- „Длето: Конструиране на хардуер на вграден език на Scala“ от Джонатан Бахрах и др.
- Различни онлайн ресурси за C-to-RTL компилатори и хардуерен дизайн