RocketChip RISC-V 内核+ 亚马逊 AWS EC2 F1实例=FireSim云基硬件/软件协同开发环境

作者:Sleibso;编译:csc57

网络电子商务巨头亚马逊已经广泛的将多个赛灵思公司的基于16nm FinFET工艺的Virtex UltraScale VU9P FPGA部署到亚马逊弹性计算云(EC2)F1实例上。EC2是亚马逊云计算的基本平台,由于网络通信量复杂且随时变化,用户对计算能力的需求也在随着流量的增减不断变化着。用户可以利用亚马逊提供的应用接口根据需求创建、增加或删除实例。目前加州大学伯克利分校计算机架构研究组 (BAR Group) 具有创意的天才推出了基于云平台的FireSim软硬件协同设计环境和仿真平台,用于设计仿真基于开源架构及指令集的RISC-V的RocketChip处理器。FireSim 是一种周期精准的,利用FPGA加速的数据中心模拟平台,已经在BAR 的FireBox项目中用于原型开发,旨在为第三代仓库级计算机开发系统架构。(参考博文:“通过FireSim和亚马逊EC2 F1实例将数据中心级软硬件协同设计带到云服务。”)

FireSim的结构如下:

FireSim的结构

根据AWS博文指出,FireSim模拟平台解决了几个软硬件开发具有挑战性的问题。以下是几个AWS博文中的陈述:

1. “基于FPGA的模拟平台有几个劣势:价格昂贵、难以部署和难以复制。FireSim使用了公有云基础设施类似于F1, 不需要购买部署FPGA。开发者和研究者可以发行预先开发的AMI/AFI组合 (本文后面会有展示),包括和待模拟的RocketChip芯片兼容的预先编译的RISC-V工具链和基于buildroot的Linux发行包,可以方便实验的复制。FireSim也可以自动化运行部署在FPGA模拟中的大部分工作,实现一键从RTL代码到部署到FPGA集群上的转换。“

2. “基于FPGA的模拟一直都很困难并且难于扩展。由于FireSim使用F1, 用户可以通过加入EC2实例扩展实验而不是花费数百万美元在大的FPGA集群上。“

3. “寻找开放的硬件做模拟一直都很困难。寻找开放的硬件能够以运行软件协议栈甚至更困难。FireSim能够模拟RocketChip, 一种开源的,硅验证的基于RISC-V架构的处理器平台,能够加入各种外围接口如网络以及磁盘来构建真实的系统。RocketChip处理器可以实现RISC-V自动支持真实的操作系统(例如Linux),甚至支持Apache和Memashed的应用。我们提供客户定制的基于Buildroot的FireSim Linux 发行版本,可运行于模拟节点,并且包括一些流行的开发者工具。“

4. “用传统的HDL写硬件是耗时的。 FireSim和RocketChip都使用Chisel HDL,它将现代编程范例引入到硬件描述语言中,大大简化了构建大型高度参数化硬件组件的过程。“

使用高速FPGA技术来模拟硬件不是一个新的想法。开发者可以坐在Coeur d'Alene,Timbuktu或Ballarat的一间咖啡馆里,使用廉价的基于云的FPGA技术在笔记本电脑上开发硬件和软件,现在已经开始流行起来。

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