1.說明

在研究RISC-V的指令集的時(shí)候，其指令是模塊化的，這就為其指令的擴(kuò)展提供了更多的可能性。下面僅代表我對(duì)RISC V的P擴(kuò)展指令的一些理解。

按照指令集的設(shè)計(jì)，其擴(kuò)展分為基礎(chǔ)指令和擴(kuò)展指令部分。基礎(chǔ)指令是必須實(shí)現(xiàn)的，擴(kuò)展指令則可根據(jù)需求進(jìn)行定制。

根據(jù)The RISC-V Instruction Set Manual版本為20191213的pdf來看，對(duì)P擴(kuò)展的介紹并不多。

其描述也只有一段話，目前官方并未做出更多的描述，不過在GitHub上對(duì)P擴(kuò)展有了更加詳細(xì)的表述。

也就是P指令的擴(kuò)展實(shí)際的作用是增加了RISC-V CPU IP產(chǎn)品的DSP算法處理能力。

通過對(duì)RISC-V指令的P擴(kuò)展，可以以更低的功耗和更加高的性能運(yùn)行這些DSP的應(yīng)用程序。

2.P擴(kuò)展與V擴(kuò)展的差別

通過上述的理解來看，P擴(kuò)展的官方描述Packed-SIMD Instructions，那么和V擴(kuò)展代表的向量指令集有什么差異呢。

V擴(kuò)展，向量計(jì)算會(huì)更加趨向于高效的處理音頻和視頻，以更低的功耗，更快的處理速度，更加簡(jiǎn)單的方式去處理圖像、視頻、音頻等，大大提高處理器的性能。比較典型的應(yīng)用比如流媒體，MPEG4和H264的編解碼，語音識(shí)別和手寫識(shí)別，F(xiàn)FT處理，復(fù)雜的計(jì)算等等。

P擴(kuò)展，數(shù)字信號(hào)處理（DSP），更多的去處理一些特殊領(lǐng)域的計(jì)算，比如嵌入式中的MP3解碼，伺服電機(jī)，嵌入式實(shí)時(shí)控制等。

雖然兩種都是為了加速計(jì)算，用多媒體指令集來實(shí)現(xiàn)CPU處理吃力的計(jì)算功能，但是在應(yīng)用領(lǐng)域也是有一些區(qū)別。

3.P擴(kuò)展指令的實(shí)例簡(jiǎn)單解析

簡(jiǎn)單解釋一下這里如何通過指令加速計(jì)算。

在文檔的8-bit Addition & Subtraction Instructions中描述如下：

No.MnemonicInstructionOperation

1ADD8 rt， ra， rb8-bit Additionrt.B［x］ = ra.B［x］ + rb.B［x］; （RV32： x=3..0， RV64： x=7..0）

該指令是一份簡(jiǎn)單8位的加法，實(shí)際上調(diào)用該指令的時(shí)候，需要傳遞兩個(gè)輸入源，和輸出結(jié)果。

因?yàn)槭茿DD8，所以以8bit相加，結(jié)果也是8bit。在C語言中定義為unsigned char。

比如定義一個(gè)unsigned char數(shù)組a1={1，2，3，4}。另外一個(gè)數(shù)組a1={2，3，4，5}。

那么把這兩個(gè)數(shù)組通過ADD8指令相加，則得到ret={2，5，7，9}。

實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程，如果用普通的計(jì)算方法計(jì)算，需要CPU的4個(gè)時(shí)鐘才能完成這個(gè)過程，而如果采用RISC-V的P擴(kuò)展指令進(jìn)行計(jì)算，則只需要一個(gè)時(shí)鐘周期便可完成。這樣可以加速計(jì)算，降低功能，同時(shí)降低CPU的使用率。
編輯：lyn