Projeto LLHD - Linguagem de descrição de hardware universal

Outro dia, um artigo muito interessante de pesquisadores suíços foi publicado no arXiv , no qual são apresentados os detalhes do projeto LLHD . Este é um projeto para criar uma representação intermediária multinível para linguagens de descrição de hardware, herdando a ideologia e os princípios do projeto LLVM .

Em palavras simples, essa é uma nova linguagem para descrever o equipamento, desprovida das deficiências de seus antecessores e agora demonstrando desempenho decente, flexibilidade e compatibilidade com a infraestrutura existente. O bom é que o código para as principais ferramentas está escrito em Rust .

Hierarquia de ferramentas proposta (a seguir, imagens do artigo original)

O projeto tem todas as chances de se tornar o que o GCC e o LLVM se tornaram para o mundo do software aberto. É difícil imaginar o quanto isso pode fazer a diferença na mineração de ferro.

Sob o cortador, há uma descrição do estado atual das coisas, uma breve visão geral do idioma e as diferenças da nova abordagem.

Introdução

, NDA, . , , : HDL , , (bitstream), . Lattice iCE40 ( iCE Storm), ECP5 ( Trellis) , , Xilinx 7 ( X-Ray).

, - . , : Verilog VHDL. , , . , - : , . , Chisel, Verilog VHDL. , , Verilog, .

. , Verilog VHDL —  . . .

, , , — .

HTML, , .

, ( ) , , , , .

, , — , — . , , , , «».

(Intermediate Representation, IR) . , LLVM GCC LLVM IR GIMPLE. CPS. JVM IR. .

IR , .

, , , :

: (behavioral), (structural) (netlist):

• , . , - .
• , . , (. ).
• . , , , .

, IR . LLHD . LLHD , , . LLHD .

LLVM LLHD

LLVM — , — IR LLVM. , , . LLVM . ++ Siberia JIT VM Smalltalk.

, IR . LLVM . , LLVM IR : , «» , , , .. , IR , « » , LLVM .

SSA .. , , . .

IR LLVM . IR . , , :

• Inlinine Expansion —  ;
• Dead Code Elimination —  IR
• Loop Invariant Code Motion —  ,
• Loop Unrolling — 
• Constant Folding Constant Propagation — «» ,
• Loop Autovectorization — 

LLHD IR LLVM, , . , .

LLHD IR .

IR , LLVM JIT- IR .

, . .

IR LLHD

HDL LLHD : , .

0 0 1 . . , SSA. , . .

, , . , . , . 0 . . , , . , , . , .

. , . .

IR LLHD. , :

acc ( clk, 32- x en) 32- (q). d q, , . zero.

acc_ff clk. prb ; wait ( - ) ; neq and " " " "; br ; drv .

acc_comb q, x en. , , (add) qp xp.

. , . , :

LLHD

• : (CF), (DCE) peephole (IS)
• «» (ECM)
• (TCM)
• phi (TCFE)

IR :

, . .

LLHD, JIT- LLHD HDL . HDL , , LLHD Moore.

, --. JIT- LLHD 2.4 , , RISC-V .

, Moore. . , LLHD RISC-V.

, , , . , SystemVerilog, JIT- LLHD, .

:

• LLHD
• IR LLHD , ,
• , HDL
• -
• ,

, , . , , , .

, Rust , , LLVM . , LLHD.