团队编号：CICC2136
团队名称：芯如止水

NICE协处理器demo实现功能介绍：

假设有一个3*3的矩阵，需要计算其逐行的累加和以及逐列的累加和，如果采用常规c语言程序进行计算，需要采用循环的方式

// normal test case without NICE accelerator.
int normal_case(unsigned int array[ROW_LEN][COL_LEN])
{
  volatile unsigned char i=0, j=0;
  volatile unsigned int col_sum[COL_LEN]={0};
  volatile unsigned int row_sum[ROW_LEN]={0};
  volatile unsigned int tmp=0;
  for (i = 0; i < ROW_LEN; i++)
  {
    tmp = 0;
    for (j = 0; j < COL_LEN; j++)
    {
      col_sum[j] += array[i][j];
      tmp += array[i][j];
    }
    row_sum[i] = tmp;
  }
  return 0;
}

转化成汇编代码需要较多指令，因此可以使用协处理器加速这一过程

NICE协处理器demo自定义指令：

NICEdemo中定义了clw,csw,cacc三条指令

clw: 从内存中加载数据至行数据缓存
csw：从行数据缓存中存储数据至内存
cacc：用于计算行累加值，并通过结果寄存器返回累加值

自定义指令需要通过伪指令.insn实现，使用格式如下：

.insn r opcode func3 func5 rd rs1 rs2

因此，NICEdemo自定义指令的表示方式如下：

.insn r 0x7b 2,1,x0,%1,x0
.insn r 0x7b 2,2,x0,%1,x0
.insn r 0x7b 6,6,%0,%1,x0

相应的软件驱动可以表示为：

// custom lbuf 
__STATIC_FORCEINLINE void custom_lbuf(int addr)
{
    int zero = 0;

    asm volatile (
       ".insn r 0x7b, 2, 1, x0, %1, x0"
           :"=r"(zero)
           :"r"(addr)
     );
}

// custom sbuf 
__STATIC_FORCEINLINE void custom_sbuf(int addr)
{
    int zero = 0;

    asm volatile (
       ".insn r 0x7b, 2, 2, x0, %1, x0"
           :"=r"(zero)
           :"r"(addr)
     );
}


// custom rowsum 
__STATIC_FORCEINLINE int custom_rowsum(int addr)
{
    int rowsum;

    asm volatile (
       ".insn r 0x7b, 6, 6, %0, %1, x0"
             :"=r"(rowsum)
             :"r"(addr)
     );

    return rowsum; 
}

仿真NICEdemo

• 在路径”/nuclei-board-labs-master/e203_hbirdv2/common/demo_nice”下可以找到demo_nice的相关代码
• 编译demo_nice，得到demo_nice.verilog文件
• 在e203_hbirdv2-master/vsim/Makefile中，修改TESTNAME和TESTCASE，修改为demo_nice.verilog文件对应的路径
• 在vsim中使用make run_test命令，可以运行demo_nice的仿真
  最终运行结果如下：