RISC-V RVV第2讲之RVV名词解释

RISC-V RVV第2讲之RVV常见名词解释

目录

• RISC-V RVV第2讲之RVV常见名词解释
  • 1 RVV 中常见缩略词
  • 2 RVV 中缩略词的含义
  • 参考：

1 RVV 中常见缩略词

RVV中有一些常用缩写词，看RVV spec时需要弄明白这些概念。

以下列一下RVV中常见的单词缩写

单词缩写	全称	含义
VLEN	Vector Length in bits	向量寄存器长度，单位bits
ELEN	Element Length	最大元素宽度，单位bits，常见的ELEN=32（开启_zve32扩展） 和 ELEN=64（开启_zve64 扩展）
SEW	Selected Element Width	被选中的元素位宽，见下文详细描述
EEW	Effective Element Width	与SEW类似，有效的元素位宽，用于向量操作数。对于加宽指令，目的数据元素的位宽会加宽一倍
LMUL	Vector Length Multiplier	寄存器组乘系数，表示一个寄存器组由多少个向量寄存器组成
EMUL	Effective Element Width	与LMUL类似，表示有效寄存器组乘系数，对于加宽指令，目的寄存器组乘系数会加宽一倍
AVL	Application Vector Length	应用程序向量长度，指的是应用程序希望处理的数据元素总数
VL	Vector Length	向量长度，vl（Vector Length）是一个关键的控制寄存器，RVV并不是能设置vl寄存器的，而是将AVL参数传递给vsetvl指令来设置正确的vl值

2 RVV 中缩略词的含义

ELEN：

ELEN 表示VPU支持的最大元素宽度，约束：ELEN >= 8，且ELEN是2的幂，常见的ELEN=32（开启_zve32扩展） 和 ELEN=64（开启_zve64 扩展）

VLEN：

VLEN表示单个向量寄存器的位数，约束：VLEN≥ELEN，VLEN必须是2的幂，且VLEN <= 65536（即2的16次幂）, 常见的VLEN = 128bits，256bits，512bits，1024bits等

VLEN在芯片设计时就确定下来了，怎么获取VPU的VLEN？直接读取vlenb 寄存器然后乘以8 即可（原因是vlenb 以 Bypte为单位，VLEN以bit为单位），见第3讲

注意：标准向量扩展（Section Standard Vector Extensions）和架构配置文件可能会对 ELEN 和 VLEN 设置进一步的限制:

1. 未来V扩展可能允许使用多个向量寄存器来保存一个元素，ELEN > VLEN，但当前版本不支持这么做。

2. VLEN <= 2^16

SEW：

SEW 表示被选中的元素位宽，SEW可以取8/16/32/64

SEW	对应的C语言数据类型
8	int8_t，uint8_t
16	int16_t，uint16_t, float16_t, bfloat16_t
32	int32_t，uint32_t, float32_t
64	int64_t，uint64_t, float64_t

EEW:

EEW表示有效的元素位宽，用于向量操作数，一般情况下EEW=SEW，但有些加宽指令中，数据元素的位宽会加宽一倍也即EEW=2 * SEW

比如rvv中vwadd 扩宽加为例，EEW=2 * SEW：

# Widening signed integer add/subtract, 2 * SEW = SEW + SEW
vwadd.vv vd, vs2, vs1, vm # vector-vector

LMUL：

LMUL表示寄存器组乘系数，表示一个寄存器组由多少个向量寄存器组成，LMUL 可取值1/8，1/4，1/2， 1，2， 4，8 这并不意味着在什么情况下LMUL 都能取上述所有值之一，LMUL需要满足如下约束（第8讲5.1节有更详细的讨论）：

ELEN * EMUL >= SEW

EMUL：

EMUL表示有效寄存器组乘系数，一般情况下EMUL=LMUL，有些加宽指令中，元素的数量是一样的，所以对于目的操作数，寄存器组乘系数需加宽一倍。

SEW EEW LMUL EMUL 这四个参数有如下关系：

EEW/EMUL = SEW/LMUL

分为如下情况：

• 一般指令，EEW=SEW 且 EMUL=LMUL
• 加宽指令，对于源操作数：EEW=SEW 且 EMUL=LMUL， 对于目的操作数：EEW=2 * SEW 且 EMUL= 2 * LMUL
• 缩减指令，对于源操作数：EEW=2 * SEW 且 EMUL= 2 * LMUL，对于目的操作数：EEW=SEW 且 EMUL=LMUL

举例：

以 A + B = C 向量扩宽加法举例：

A B 输入数据类型为int32，

C的数据类型为Int64

假设VLEN=128bits，那么一个向量寄存器可以放{a0~a3} 共4个元素，如果LMUL=2 时，意味着使用两个向量寄存器，一共可以装{a0~a7}共8个元素，此时EEW=SEW 且 EMUL=LMUL，向量B也是类似

对于输出C向量，数据类型为Int64，VLEN=128bits，那么一个向量寄存器可以放{c0~c1} 共2个元素，很明显2个寄存器存放不了8个int64 元素，所以LMUL也要扩宽，也即EEW=2 * SEW 且 EMUL= 2 * LMUL

参考：

1. rvv1.0 spec