[发明专利]基于Petri网模型的ASIP行为逻辑综合方法

摘要

本发明涉及一种计算机体系结构的设计，特别是涉及一种针对专用指令集处理器的体系结构的设计，具体来说包括如下三个步骤步骤1.建立基于Petri网的ASIP流水线行为模型，并采用PNML进行规范性描述；步骤2.根据Petri网与状态机的有机关联机映射为状态机视图后，实现逻辑综合；步骤3.将EDA工具链生成的硬联逻辑，下载到真实物理环境SoC中检验与运行，进行性能评估，优化流水线设计。本方法作为一种极具潜力的系统级设计方法，获得了规范的Petri网模型语义与行为，可以预期验证系统功能的正确性，还能作为综合工具的输入以及系统技术文档标准，并且可以通过第三方工具扩展其可执行描述功能。

主权项

一种基于基于Petri网模型的ASIP行为逻辑综合方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1.建立基于Petri网的ASIP流水线行为模型，并采用PNML进行规范性描述：Petri网流水线模型通过映射行为、构件和时序描述不同的目标体系结构，由一个三元组N＝(P，T，F)构成；其中P为位置(也称库所)集合，包括Token标识，描述点火行为，T为迁移集合，F关系集合称作弧。Petri网模型用集合P＝{PC，IR，RF，MEM}描述流水线工作状态和物理对象，集合T＝{IF，ID，EXE，L/S，WB，stall}用于描述指令流水段行为，进而映射为一系列的状态。PNML是基于XML交换格式标准的Petri网模型描述的语言，它采用了UML元模型，即PNML Core Model来定义共享概念。它们之间映射的元素如表1所示：表1 PNML Core Model元素表根据RISC流水线Petri网模型，得到其PNML基本描述：<place id＝p1><name><text>C</text></name></place>//RISC C库所<place id＝p2><name><text>......</text></name></place>//RISC其它库所<transition id＝t1><name><text>EXE</text></name></transition>//EXE迁移<transition id＝t2><name><text>......</text></name></transition>//其它指令根据TTA流水线Petri网模型，得到其PNML描述：<place id＝p3><name><text>FU</text></name></place>//TTA FU库所，<transition id＝t3><name><text>TR</text></name></transition>//触发迁移，<transition id＝t4><name><text>V0</text></name></transition>//V＝0迁移，<transition id＝t5><name><text>V1</text></name></transition>//V＝1迁移，<transition id＝t6><name><text>R</text></name></transition>//读结果迁移。步骤2.根据Petri网与状态机的有机关联映射为状态机视图后，可以实现逻辑综合：即PNML描述的Petri网流水线模型，以及传统方式描述的ASIP系统，都将通过EDA工具链自动综合为芯片对应的逻辑组件；一个基本的三元Petri网模型N＝(P,T,F)的HDL实体代码如下所示：步骤3.将EDA工具链生成的硬联逻辑，下载到真实物理环境SoC中检验与运行，进行性能评估，优化流水线设计。