OpenPOWER Microwatt

OpenPOWER Microwatt

產品化	2019-08-29[1]
設計團隊	IBM, OpenPOWER Foundation
指令集架構	Power ISA 3.0 ppc64le ppc64be
核心数量	1
應用平台	Soft core

Microwatt 是一款以简洁和可理解性作为设计重点的开源软核处理器，由 Anton Blanchard 在 IBM 用 VHDL 编写而成，初于 OpenPOWER Summit NA 2019 上亮相^[2] ，并于 2019 年 8 月在 GitHub 上发布。此核心支持 Power ISA 3.0 指令集，并可在 FPGA 上合成。软件方面，此核心可启动主线 Linux 、 MicroPython 和 Zephyr 。 ^{[3] [4] [5] [6] [7] [8]}

Microwatt 的设计和开发工作使用 VHDL 2008 和 GHDL 仿真环境进行，其 GitHub 项目主页上有关于常见工作流的文档，其中包括了在 Xilinx FPGA 上使用 Vivado 工具链合成并测试 Microwatt 核心的指南。^[9]

设计

Microwatt 是一款微型 64 位双端标量整数处理器核心，实现了 Power ISA 3.0 指令集的子集，并使用 Wishbone 作为内存接口。其具有 32 个 64 位通用寄存器和 32 个 64 位浮点寄存器。 ^[4]

使 Microwatt 在最低限度上兼容该指令集的初始开发工作只用了几个月，最初的设计中不包含内存管理单元（MMU）和浮点单元，但包括了指令集中的整个整数处理部分 ^[4]。此后，更多功能被加入了 Microwatt 之中，包括 JTAG 调试器接口、除法器指令、16 KB 指令和 32 KB 数据缓存支持以及 MMU（不支持虚拟机管理程序）、流水线^[4]和浮点支持。 ^[10]

Chiselwatt

另一个实现 Power ISA 3.0 指令集的开放处理器核心 Chiselwatt 是 Microwatt 的兄弟项目，区别在于它是用基于 Scala 的 Chisel 设计语言而不是 VHDL 编写的。 ^{[11] [12]}

实现和用例

• Microwatt 本身
• Libre-SOC： 一个正在开发中的开放硬件 SoC 系统，使用 Microwatt 作为参考设计 ^[13]
• Kestrel：被 Raptor Engineering 用于旗下 POWER9 工作站的软 BMC ^{[14] [15]}

历史

Microwatt 是第一个实现开放 Power ISA 3.0 指令集的新处理器，由 OpenPOWER 基金会作为参考设计发布。该项目开始时的目标是作为 Power ISA 3.0 开源指令集计划的演示、概念验证和参考实现，^[16]而作者 Anton Blanchard 的目标则是看看自己作为一名软件开发人员，能否完成具有挑战性的底层硬件设计工作。 ^{[2] [3]}

Microwatt 核心计划于 2021 年通过 Efabless 的 「Open MPW Shuttle Program」计划以 130 nm 工艺流片，然而截止 2024 年 2 月，关于此项目的 Efabless 主页没有新的信息或是进度公示。^[17][18]

另见

• OpenPOWER 基金会
• IBM Power 微处理器

参考

1. Williams, Chris. Get your royalty-free soft-core OpenPOWER processor core blueprints here. Extra, extra – read all about it. The Register. 2019-08-29 [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-03-07） （英语）. 
2. OpenPOWER Summit NA 2019: Day 2 Keynote Demonstration: Anton Blanchard, IBM & Joe DeLaere, Xilinx. [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-02-16）. 
3. "POWER OpenISA and Microwatt introduction" - Anton Blanchard (LCA 2020). [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-02-16）. 
4. "Microwatt Microarchitecture" - Paul Mackerras (LCA 2020). [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-02-16）. 
5. Microwatt and the POWER ISA support in Renode. [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-02-16）. 
6. Linux on Microwatt. [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-02-16）. 
7. OpenPOWER opens further. [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-02-16）. 
8. Day 2 keynote and OpenPOWER blows the doors off: Royalty-free, open soft-core (RISC-V sweating gallons). [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-02-16）. 
9. Blanchard, Anton, antonblanchard/microwatt, 2024-02-12 [2024-02-15], （原始内容存档于2024-02-16） 
10. Microwatt Floats. [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-02-16）. 
11. Chiselwatt's page on Github. [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-02-16）. 
12. Final Draft of the Power ISA EULA Released. [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-05-24）. 
13. Libre-SOC. [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-05-20）. 
14. Raptor Announces Kestrel Open-Source, Open HDL/Firmware Soft BMC. [2024-02-16]. （原始内容存档于2022-01-19）. 
15. Kestrel SoftBMC Project. [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-03-13）. 
16. Big Blue open sources POWER chip instruction set. [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-03-18）. 
17. Efabless. Efabless. [2024-02-16]. （原始内容存档于2024-02-16） （英语）. 
18. Open MPW metadata for Microwatt. [2021-03-30]. （原始内容存档于2021-02-28）. 

外部链接

• GitHub上的microwatt頁面