Efinix

RISC-V 省電力コアの無償公開!

2023.04.12

こんにちは。
加賀デバイスのEfinix Teamです。
今回はEfinix FPGA Sapphire SoCで高効率動作するRISC-Vコアについてご紹介いたします。

 株式会社ウーノラボ

Efinix®Sapphire SoCへの実装用【無償評価版1ステージ/2ステージ Trinita RISC-Vコア(RV32IM)】公開のお知らせ

Sapphire SoCとウーノラボTrinita(トリニタ)RISC-Vコアの融合による高効率動作をお試し頂けます。
株式会社ウーノラボは、RISC-V Days Tokyo 2022 Sprinig にてEfinix社と共同発表を行ったEfinix®Sapphire SoCへの実装用1ステージ/2ステージ RISC-Vコア(以下、Trinitaと記載)について
無償評価版(暗号化・1時間の使用制限付き)をGitHub上に公開しました。

※Trion®FPGA ・ Titanium FPGA対応

ウーノラボ GitHub

Efinix®Sapphire SoCには、6ステージパイプラインのVexRiscvコアが実装されていますが、VexRiscvコアを1ステージ/2ステージTrinitaコアに置き換えての高効率動作についてご紹介します。

【1ステージ/2ステージ Trinita RISC-Vコアの特長】

1ステージTrinitaコアの特長は、特許技術により命令の読み出しステージを削減し、1命令サイクルを1ステージ化して1クロックで処理することです。
これにより、処理の無駄がなくエネルギー効率の高い動作を実現します。
2ステージTrinitaコアは、1ステージを2ステージ化して電力効率の向上を図っていますが1ステージコアと同様に命令の読み出しステージ(IF)はありません。

Trinitaコアは、IR(インストラクション・レジスタ)を取り除き、命令メモリからの命令(オペランドを含む)を直接命令デコーダに入れることで、命令の読み出し時間を削減(ノイマンボトルネックの軽減)して動作することから最も得意なのは比較的コンパクトなサイズのソフトウェアを無駄なく実行するということです。
内部メモリへの大容量ソフトウェアの格納は適しませんが、リアルタイムOSの格納は可能です。

※内部メモリのBootloader によるソフトウェア起動にも対応しており、ソフトウェアを Flash Memory の特定のアドレスに書き込むことで
FPGAデザインをコンパイルすることなく、ソフトウェアを差し替えることができます。
※Bootloader と外部メモリを使用すると、より大容量のソフトウェアを実行できますが2023年4月現在、外部メモリは未対応です。(将来対応予定)

【性能比較】

電力効率(DMIPS/W)の値について、Sapphire SoCと1ステージTrinitaコアに大差はありませんが1ステージTrinitaコアはSapphire SoCよりも演算処理性能(DMIPS/MHz)が高いため同じ電力でもより多くの処理を行えることが強みと言えます。

※Efinix®Sapphire SoCの動作周波数は 20 ~ 400MHz ですが、Trinita コア は実行効率が向上しているため動作周波数を下げています。
 動作周波数やメモリ容量のカスタマイズはご相談ください。

【Trinitaコアの用途例】

高いエネルギー効率を実現するTrinitaコアの用途として、バッテリー交換が困難な場所で常時動作し続けることが求められるセンサノードなどのIoT機器やヘルスケア用途を始めとする様々なモニタリング機器への組み込み、画像処理のエッジコンピューティングなどが挙げられます。

【ウーノラボGitHub公開内容について】

Trinitaコアの性能評価用として、評価ボードですぐに動作確認が可能なコンパイル済みのバイナリ (.hex) も同梱した各種評価ボード向けExample Designが用意されていますので、ぜひこの機会にSapphire SoCとTrinitaコアの融合による高効率動作をお試しください。
今後は、エッジ・ビジョン SoC対応版や16bit版(T8対応)の公開も予定されています。

ウーノラボ GitHub

RISC-V Days Tokyo 2022 Spring(PDF資料・プレゼン動画)

Efinix, Inc. HP

技術サポート(各ドキュメント及びツール情報)

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採用情報

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EFINIX ドキュメント更新のお知らせ 2024.1

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