NICE接口介绍

在蜂鸟E203处理器核中，使用了NICE（Nuclei Instruction Code Extension）接口进行的协处理器扩展，详情请访问蜂鸟E203 SoC配套文档。

蜂鸟E203协处理器参考示例

假设有一个3行3列的矩阵按顺序存储在存储器中，矩阵的每个元素都是32位的整数，参考示例如图1所示。需要对该矩阵进行如下操作。

·    计算逐行的累加和，由于有3行，因此可以得出3个累加的结果，分别是Rowsum1，Rowsum2，Rowsum3。

·    计算逐列的累加和，由于有3列，因此可以得出3个累加的结果，分别是Colsum1，Colsum2，Colsum3。

如果采用常规的程序进行计算，则需要采用循环方式，按行读取各个元素，然后将各个元素相加得到各行的累加和，然后再采取循环方式，按列读取各个元素，然后将各个元素相加得到各列的累加和，如图2所示。     

 图1   3×3矩阵

      图2  C语言程序计算矩阵行列累加和

这种程序转换成为汇编代码需要消耗较多的指令条数，如图3所示。理论上它需要完整的从存储器中读取矩阵元素两次，第一次用于计算行累加和，第二次用于计算列累加和，因此需要总共3×3×2次存储器读操作。此外，程序还需要指令参与循环控制，累加计算等。总计需要上百个指令周期才能完成全部运算。

图3  C语言编译所得汇编程序

为了提高性能和能效比，可以将此矩阵操作定义成为协处理器指令进行加速。如表1所示，定义了3条指令，分别是CLW、CSW和CACC。

完整的实现代码可参见Github的e203_hbirdv2项目中e203_subsys_nice_core.v文件，其在 e203_hbirdv2项目中目录结构如下。

 查看源代码：https://github.com/riscv-mcu/e203_hbirdv2/tree/master/rtl/e203/subsys

完整的实现代码可参见Nuclei Board Labs中的demo_nice例程，其在nuclei-board-labs项目中具体目录结构如下。

查看源代码：https://github.com/Nuclei-Software/nuclei-board-labs/tree/master/e203_hbirdv2/common

Nuclei Board Labs是芯来科技为其所推出的硬件平台配备的应用例程实验包。Nuclei Board Labs的源代码同时开源托管在GitHub网站和Gitee网站上，请在GitHub/Gitee中搜索“nuclei-board-labs”查看。