LA 挑战赛：龙芯杯团体赛总结

时间线

以下时间线根据仓库 commit 来写：

• 4 月 1 号，开始建立仓库并搭建开发环境
• 5 月中旬，完成了绝大部分指令，接入 chiplab
• 6 月初，开始做 cache
• 6 月中旬，成功通过 rtthread 等测试程序
• 7 月 1 号，经过不断地 debug，终于在 chiplab 仿真环境中启动 linux
• 7 月 24 号，成功在fpga 下板启动 linux
• 7 月 27 号，重构微架构，但失败
• 7 月 30 号，重构微架构，成功下板启动 linux
• 8 月 5 号，加上分支预测器，初赛提交代码
• 8 月 18 号，完善最后的代码，
• 8 月 20 号，提交决赛包

投入总时长大约 600 h

CPU 的缺陷

• cache 访问需要 2 个周期，浪费一个周期，IPC 上限为 0.5
• 关键路径延迟太高，频率只能达到 40M
• cache 用 LUTRAM 实现，延迟高
• tlb 也是单周期访问，延迟高
• 分支预测惩罚高，没有时间优化
• 指令缓存没优化，有大量冗余信号
• reg 用的太多，没考虑优化
• MEM 设置太复杂，增加延迟
• load_use 太浪费时钟周期，相关解决办法待改进

分数

性能分只有 0.6 左右（30M 的 Openla500 为 1），提升潜力巨大。

评价

一个带分支预测的双 cache CPU 核，能启动 linux_kernel，拿到了国三奖，感觉提升潜力巨大。

展望

如果有时间，明年再次参加一次龙芯杯，这次的目标是 100M + 多发射乱序 + 优化的分支预测器 + L2cache，希望能达到这个目标。