(no commit message)
[libreriscv.git] / alt_rvp.mdwn
index 2f4b6063c79978d03e0fd5c64ee513275b251d16..8c914b71c986dbd448cc602bf3cb29fb4877fa6b 100644 (file)
@@ -1,5 +1,44 @@
+This RVP proposal is an alternative that uses only the integer register file.  It provides both SIMD groups equal to XLEN by partitioning the standard ALU, and provides SIMD groups larger than XLEN by effectively expanding the register file with additional lanes using a scheme inspired by the Hwacha microarchitecture.
+
+(All examples on this page assume RV32.)
+
+----
+
+# Partitioning
+
+Each bit set in the "part" CSR inhibits carry-in to that position and defines an element boundary.  Only the packed-data instructions honor the part CSR.
+
+ADD
+
+|    | reg | 31..0 |
+| -- | --- | ----- |
+|    | rs1 |    x1 |
+| +  | rs2 |    y1 |
+| -> | rd  | x1+y1 |
+
+PADD ("packed ADD") (with bits 5, 11, 16, 21, and 27 set in the "part" CSR for pairs of RGB565 data)
+
+|    | reg | 31..27 | 26..21 | 20..16 | 15..11 | 10..5 | 4..0 |
+| -- | --- | ------ | ------ | ------ | ------ | ----- | ---- |
+|    | rs1 |   x2r  |   x2g  |   x2b  |   x1r  |  x1g  |  x1b |
+| +  | rs2 |   y2r  |   y2g  |   y2b  |   y1r  |  y1g  |  y1b |
+| -> | rd  | x2r+y2r| x2g+y2g| x2b+y2b| x1r+y1r|x1g+y1g| x1b+y1b|
+
+----
+
 # Lanes
 
+Each bit set in the "plane" CSR activates that lane.  Only bits corresponding to implemented lanes are writable.  Writing zero to "plane" disables all lanes, zeroes all registers except for lane 0, clears the status bits that indicate that other lanes need to be saved/restored, and stores "1" to "plane" to leave lane 0 active.
+
+ADD (with "plane" CSR == 0x0000000F)
+
+|    | reg | Lane 0 | Lane 1 | Lane 2 | Lane 3 |
+| -- | --- | ------ | ------ | ------ | ------ |
+|    | reg | 31..0  | 31..0  | 31..0  | 31..0  |
+|    | rs1 |   x1   |   x2   |   x3   |   x4   |
+| +  | rs2 |   y1   |   y2   |   y3   |   y4   |
+| -> | rd  | x1+y1  | x2+y2  | x3+y3  | x4+y4  |
+
 Example parallel add:
 
     /* XLEN and N are "baked-in" to the hardware */
@@ -19,3 +58,7 @@ Example parallel add:
     }
     /* note that "<=" is the Verilog non-blocking assignment operator */
 
+The above pseudocode works equally well for packed-ADD, by simply replacing the "+" operator with a packed-ADD.  All lanes use the shared part CSR for packed element boundaries.
+
+
+The reuse of the baseline operations makes trap-and-emulate for RVP lanes infeasible, but this seems to be less of a problem than it appears to be at first glance:  the entire purpose of RVP lanes is increased performance and lanes *can* be emulated by using software emulation until the plane CSR is written with zero.