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asc-devkit开发套件解读：Ascend C算子开发入门

2026-02-06 分类：服务器技术 阅读(48) 评论(0)

本文基于CANN开源社区的asc-devkit仓库进行技术解读

  • CANN组织链接：https://atomgit.com/cann
  • 仓库链接：https://atomgit.com/cann/asc-devkit

前言

想在NPU上开发自定义算子，需要用到Ascend C这门编程语言。但光有语言不够，还需要工具链——编译器、调试器、代码模板等。

asc-devkit就是这么一套开发工具包。devkit是Development Kit的缩写，专门用来辅助Ascend C算子开发。

Ascend C是什么

先简单介绍一下背景。Ascend C是华为为NPU开发的编程语言，基于C/C++扩展。

类似的，NVIDIA有CUDA，AMD有ROCm。Ascend C就是NPU平台的对应物。

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NVIDIA GPU

CUDA

AMD GPU

ROCm

华为NPU

Ascend C

用Ascend C可以写NPU算子，实现自定义的计算逻辑。

asc-devkit包含什么

从项目描述来看，asc-devkit主要提供：

1. 代码模板

写算子需要遵循一定的结构，模板可以帮你快速起步：

// 算子模板示例
class MyOperator {
public:
__aicore__ inline void Init(...) {
// 初始化
}

__aicore__ inline void Process() {
// 计算逻辑
}
};

2. 编译工具

把Ascend C代码编译成NPU可执行的二进制。

3. 调试支持

帮助定位代码中的问题。

4. 示例代码

各种算子的实现示例，可以参考学习。

算子开发基本流程

用asc-devkit开发算子，大致流程：

#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz svg{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz p{margin:0;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .label{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .label text,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .node rect,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .node circle,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .node ellipse,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .node polygon,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .rough-node .label text,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .node .label text,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .image-shape .label,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .rough-node .label,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .node .label,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .image-shape .label,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .icon-shape,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .icon-shape p,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .icon-shape rect,#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .image-shape rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-F3Whu8k8VT3HA9hz :root{–mermaid-font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;}

否

是

否

是

需求分析

设计算法

编写Ascend C代码

编译

编译通过?

测试验证

结果正确?

集成使用

1. 创建项目

使用devkit提供的脚手架：

asc-devkit create my_operator
cd my_operator

2. 编写代码

在生成的模板基础上填写计算逻辑：

#include "kernel_operator.h"

class VecAdd {
public:
__aicore__ inline void Init(/* 参数 */) {
// 初始化buffer等
}

__aicore__ inline void Process() {
// 加载数据
LocalTensor<float> a = inQueue.DeQue<float>();
LocalTensor<float> b = inQueue.DeQue<float>();

// 计算
LocalTensor<float> c = outQueue.AllocTensor<float>();
Add(c, a, b, dataLen);

// 输出
outQueue.EnQue(c);
}
};

3. 编译

asc-devkit build

4. 测试

asc-devkit test

核心概念

数据流模型

Ascend C采用数据流编程模型，通过队列传递数据：

#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b svg{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b p{margin:0;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .label{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .label text,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .node rect,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .node circle,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .node ellipse,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .node polygon,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .rough-node .label text,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .node .label text,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .image-shape .label,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .rough-node .label,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .node .label,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .image-shape .label,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .icon-shape,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .icon-shape p,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .icon-shape rect,#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .image-shape rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-DoJFzvI6Xiz1Cl4b :root{–mermaid-font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;}

输入队列

计算

输出队列

数据从输入队列取出，计算完放入输出队列。这种模型便于实现流水线。

Buffer管理

NPU有多级存储，需要管理数据在不同级别之间的搬运：

全局内存(HBM) ←→ L1 Buffer ←→ L0 Buffer ←→ 计算单元

asc-devkit提供了简化的Buffer管理API。

并行控制

NPU有多个计算核心，需要考虑如何并行：

  • 数据如何切分
  • 核心如何分配任务
  • 结果如何合并

devkit提供了相关的工具支持。

谁需要用这个

需要用的情况

  • 算子库没有你要的算子：需要自己实现
  • 想优化特定算子：针对自己的场景深度优化
  • 研究和学习：了解NPU编程原理

    • 不需要用的情况

  • 用标准算子就够：ops-nn、ops-transformer已经覆盖
  • 使用高层框架：PyTorch、MindSpore等已经封装好

    • 学习建议

    对于想学习Ascend C开发的同学，建议路径：

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    了解NPU架构

    学习Ascend C语法

    跑通简单示例

    尝试实现简单算子

    参考复杂示例

    开发自己的算子

  • 先了解NPU的硬件架构，知道有哪些计算单元
  • 学习Ascend C的基本语法和编程模型
  • 用devkit跑通官方示例
  • 从简单算子开始实践
  • 逐步挑战更复杂的算子

    • 资源推荐

    学习资料：

    • asc-devkit仓库的examples目录
    • CANN官方文档的Ascend C部分
    • 社区论坛的技术文章

    总结

    asc-devkit是Ascend C算子开发的工具套件，主要提供：

    • 代码模板和脚手架
    • 编译和调试工具
    • 示例代码

    对于想深入NPU编程的开发者，这是必备的工具。

    相关链接

    • asc-devkit仓库：https://atomgit.com/cann/asc-devkit
    • asc-tools仓库：https://atomgit.com/cann/asc-tools
    • Ascend C编程指南

    这篇是我入门Ascend C开发时的学习笔记，如有不准确的地方欢迎交流。

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