Представлен специализированный процессор PyXL, предназначенный для ускорения выполнения кода на языке Python. Байт-код Python напрямую выполняться чипом без JIT, интерпретации и виртуальных машин. Файлы на языке Python вначале транслируются в байт-код CPython, после чего байт-код преобразуется в специализированный набор инструкций PySM, выполняемых чипом. Инструментарий для подготовки кода к выполнению написан на Python и работает в стандартном окружении на базе немодицифированного CPython. Реализация процессора разработана с нуля и оформлена на языке описания и моделирования электронных систем Verilog. Рабочий прототип процессора тестируется на платах с FPGA Zynq-7000.

В проведённых тестах, оценивающих скорость обработки событий GPIO, PyXL опережает решение на базе MicroPython и платы Pyboard в 30 раз. При выполнении тестового кода при помощи реализации PyXL, работающей с тактовой частотой 100MHz, задержка обработки запроса GPIO (Roundtrip Latency) составила 480 нс, а при помощи MicroPython Pyboard (168MHz) - 14741 нс. Предполагается, что повышение тактовой частоты PyXL до уровня Pyboard позволит увеличить разрыв до 50 раз.

Архитектура набора команд процессора PyXL спроектирована с оглядкой на структуру байт-кода CPython и его эффективную обработку на аппаратном уровне с учётом специфики, такой как динамическая обработка типов и динамическая диспетчеризация. ISA включает инструкции для манипуляции стеком, бинарные операции, операции сравнения и ветвления, возможности вызова функций и доступа к памяти.

The Python Hardware Processsor (pyCPU)  is a implementation of a Hardware CPU in Myhdl. The CPU can directly execute something very similar to python bytecode (but only a very restricted instruction set). The Programcode for the CPU can therefore be written directly in python (very restricted parts of python). This code is then converted to this restricted python bytecode. Since the hardware description is also in python, the slightly modified bytecode is then automatically loaded into the CPU design.

Most “bytecode” instructions are executed in the Hardware CPU with one instruction per cycle. If you have enought hardware available you can simply instantiate more cores on an FPGA with different Programmcode to make them run in parallel.