龙芯与BLUESPEC
时间：12-12
整理：3721RD
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祝贺龙芯在基础研究上取得的出色成绩，在多个顶级会议和杂志上发表那么多论文很不容易。设立基础研究实验室是一项有长远眼光的明智决策。
注意到龙芯正在开展几项重要的研究课题：1.并行计算的正确性问题；2.设计空间搜索问题，这些问题也是国际学术界和工业界都非常关注的问题。以ＭＩＴ大学长期研究为基础所开发的BLUESPEC软件对这些问题的处理提供了一个很有吸引力的解决方案。
１.BLUESPEC语言的理论基础是项重写系统，目标就是就是为了利用重写系统本身的并行性特点支持并行系统设计并保证其正确性。BLUESPEC语言通过规则来描述并行任务，BLUESPEC编译器自动把这些并行任务合并成一个电路。这样做，一方面降低了设计复杂性，另一方面，由编译器来保证并行系统设计的正确性，即correctness by construction。
2. BLUESPEC大幅度提高了设计的抽象层次，因此能够更好地支持设计空间搜索（architecture exploration）。尤其是它引入了函数式语言的高阶函数，多态类型等新型语言结构，全面增强了设计的参数化描述能力。在一个IFFT设计的案例中，仅用几百行代码就实现了24种不同的结构。因此，它可以帮助用户在很短的时间内在功耗，性能，面积等各项指标中找到一个平衡点。
关于BLUESPEC公司的详细情况，可以访问网站：www.bluespec.com。
BLUESPEC公司经历了十年的发展，在世界主要发达国家都有销售，但是从未进入中国市场。经过我们的努力，终于说服BLUESPEC在中国销售这一软件。有想了解进一步情况的朋友，可以直接同我联系：gang.chen@lingcore.com。BLUESPEC公司也给了我一份软件可以向需要的人展示。
中国正在探索定义自己的处理器指令集标准。ＩＳＡ的定义最好要经过充分的 architecture exploration，在这方面 BLUESPEC是是一个很好的工具。
做一个新的ISA，既有不利的地方，也有有利的地方。不利的是，建立ecosystem很困难，有利的地方是可以通过architecture exploration寻求一个比较理想的解决方案。那些成熟的公司，虽然有很好的ecosystem，但是，这也是他们的负担。由于历史的原因，他们无法采取最优的ISA，对持续发展造成制约。新兴力量的优势就是有一个clean的起点，可以直接采用最优方案。因此，计算机产业的历史就是一部小鱼吃大鱼的历史。
推荐参考文献
1. 我写的“新一代硬件语言BLUESPEC理论基础分析”，发表在《高性能计算技术》2011年1月。
该文介绍了BLUESPEC的起源和理论核心。
2. High-level “plug-and-play” specification, modeling and synthesis of
pipelined architectures with Bluespec’s PAClib。
该文介绍了BLUESPEC的用于自动生成流水线结构的工具包PAClib，并以IFFT设计为例展示了
BLUESPEC对设计空间搜索的能力。文中仅用100行代码就实现了24种不同的结构设计。
3. Bluespec Testing Results: Comparing RTL Tool Output to Hand-Designed RTL
这篇2004年写的评估报告虽然老了一点，但是作为一份从用户角度所做的分析，依然很有
参考价值。它用了25个设计案例把BLUESPEC代码同手工写的代码加以比较，结论是，BLUESPEC的代码在性能和
面积等指标上同手工代码接近，但是BLUESPEC的设计接近于算法层，而且缩短了设计和验证时间。
4. A Comparative Evaluation of High-Level Hardware Synthesis Using Reed–Solomon Decoder
这篇文章把基于BLUESPEC的设计同基于C的硬件设计语言做了比较。硬件设计正在朝高层抽象的方向发展，
同BLUESPEC挑战的一个方向是基于C语言的硬件设计语言，如Catapalt-C，这些语言的优点是直接利用了
C语言对算法的描述，同时利用了编译技术自动发现算法中的并行性。但是，C语言是针对顺序执行的CPU结构设计的，它对并行行为的描述有先天性的缺陷。因此，某些硬件方面所需要的优化措施，在C语言中很难表达，而且编译器也难以自动采用这些优化。相比之下，BLUESPEC以并行结构为基础，能够更好地实现硬件优化的要求。在文中分析的一个案例中，BLUESPEC的设计在性能上达到C语言设计的7.8倍（后者已经在硬件设计方面做了大量优化），而面积只有后者的45%。
注意到龙芯正在开展几项重要的研究课题：1.并行计算的正确性问题；2.设计空间搜索问题，这些问题也是国际学术界和工业界都非常关注的问题。以ＭＩＴ大学长期研究为基础所开发的BLUESPEC软件对这些问题的处理提供了一个很有吸引力的解决方案。
１.BLUESPEC语言的理论基础是项重写系统，目标就是就是为了利用重写系统本身的并行性特点支持并行系统设计并保证其正确性。BLUESPEC语言通过规则来描述并行任务，BLUESPEC编译器自动把这些并行任务合并成一个电路。这样做，一方面降低了设计复杂性，另一方面，由编译器来保证并行系统设计的正确性，即correctness by construction。
2. BLUESPEC大幅度提高了设计的抽象层次，因此能够更好地支持设计空间搜索（architecture exploration）。尤其是它引入了函数式语言的高阶函数，多态类型等新型语言结构，全面增强了设计的参数化描述能力。在一个IFFT设计的案例中，仅用几百行代码就实现了24种不同的结构。因此，它可以帮助用户在很短的时间内在功耗，性能，面积等各项指标中找到一个平衡点。
关于BLUESPEC公司的详细情况，可以访问网站：www.bluespec.com。
BLUESPEC公司经历了十年的发展，在世界主要发达国家都有销售，但是从未进入中国市场。经过我们的努力，终于说服BLUESPEC在中国销售这一软件。有想了解进一步情况的朋友，可以直接同我联系：gang.chen@lingcore.com。BLUESPEC公司也给了我一份软件可以向需要的人展示。
中国正在探索定义自己的处理器指令集标准。ＩＳＡ的定义最好要经过充分的 architecture exploration，在这方面 BLUESPEC是是一个很好的工具。
做一个新的ISA，既有不利的地方，也有有利的地方。不利的是，建立ecosystem很困难，有利的地方是可以通过architecture exploration寻求一个比较理想的解决方案。那些成熟的公司，虽然有很好的ecosystem，但是，这也是他们的负担。由于历史的原因，他们无法采取最优的ISA，对持续发展造成制约。新兴力量的优势就是有一个clean的起点，可以直接采用最优方案。因此，计算机产业的历史就是一部小鱼吃大鱼的历史。
推荐参考文献
1. 我写的“新一代硬件语言BLUESPEC理论基础分析”，发表在《高性能计算技术》2011年1月。
该文介绍了BLUESPEC的起源和理论核心。
2. High-level “plug-and-play” specification, modeling and synthesis of
pipelined architectures with Bluespec’s PAClib。
该文介绍了BLUESPEC的用于自动生成流水线结构的工具包PAClib，并以IFFT设计为例展示了
BLUESPEC对设计空间搜索的能力。文中仅用100行代码就实现了24种不同的结构设计。
3. Bluespec Testing Results: Comparing RTL Tool Output to Hand-Designed RTL
这篇2004年写的评估报告虽然老了一点，但是作为一份从用户角度所做的分析，依然很有
参考价值。它用了25个设计案例把BLUESPEC代码同手工写的代码加以比较，结论是，BLUESPEC的代码在性能和
面积等指标上同手工代码接近，但是BLUESPEC的设计接近于算法层，而且缩短了设计和验证时间。
4. A Comparative Evaluation of High-Level Hardware Synthesis Using Reed–Solomon Decoder
这篇文章把基于BLUESPEC的设计同基于C的硬件设计语言做了比较。硬件设计正在朝高层抽象的方向发展，
同BLUESPEC挑战的一个方向是基于C语言的硬件设计语言，如Catapalt-C，这些语言的优点是直接利用了
C语言对算法的描述，同时利用了编译技术自动发现算法中的并行性。但是，C语言是针对顺序执行的CPU结构设计的，它对并行行为的描述有先天性的缺陷。因此，某些硬件方面所需要的优化措施，在C语言中很难表达，而且编译器也难以自动采用这些优化。相比之下，BLUESPEC以并行结构为基础，能够更好地实现硬件优化的要求。在文中分析的一个案例中，BLUESPEC的设计在性能上达到C语言设计的7.8倍（后者已经在硬件设计方面做了大量优化），而面积只有后者的45%。
网上有这个的下载版 国内已经有人用