基于RISC-V的服务器管理控制器FPGA原型设计①

李 拓,邹晓峰,林宁亚,张 璐,刘同强,周玉龙,李仁刚

1(高效能服务器和存储技术国家重点实验室,济南 250013)

2(浪潮电子信息产业股份有限公司,济南 250013)

指令集,是在CPU 设计初期规定,用于控制处理器内部运行的一系列指令的集合.指令集设计的优劣,对CPU的性能有重要影响.RISC-V 指令集[1]是2014年发布的一套完全开源的精简指令集(RISC),始于加州大学伯克利分校的相关项目.凭借前瞻性的设计与后发优势,RISC-V 成为了开放指令集架构领域的佼佼者.

图灵奖得主John Hennessy 曾经就未来的芯片设计提出了一种DSA (Domain Specific Architecture)的概念,即针对应用领域做优化的处理器架构.ARM 作为一种通用且固化的指令集架构,设计灵活性有限,而RISCV 架构不仅仅开源,同时还具有模块化、可扩展的特点,支持用户自定义指令.

服务器管理控制器是应用于服务器等数据中心基础设施的一种专用SoC,主要功能包括对系统设备进行信息监测、记录以及恢复等,它以独立系统运行,通过网络还可以实现对服务器的远程访问、远程监控和管理[2].目前,服务器管理控制器主要基于ARM 架构处理器进行设计,尚未有公开的基于RISC-V 设计方案.本文从SoC 设计底层入手,基于RISC-V 架构处理器进行服务器管理控制器的设计和测试,探究方案可行性并与ARM 架构进行对比.

本文首先介绍了RISC-V 及开源乱序执行处理器BOOM[3,4],然后详细描述了基于该处理器实现服务器管理控制器FPGA 原型系统的过程.该原型系统移植了OpenBMC 开源组件,实现了智能平台管理接口规范……