皋陶 发表于 2020-8-23 11:12:01

RISC-V的开源性与用途

本帖最后由 皋陶 于 2020-8-26 10:14 编辑

RISC-V 开源指令集
RISC-V介绍(英文):
RISC-V (pronounced "risk-five") is an open instruction set architecture (ISA) based on established reduced instruction set computing(RISC)principles.In contrast to most ISAs, the RISC-V ISA can be freely used for all types of use, permitting anyone to design, manufacture and sell RISC-V chips and software. While not the first open ISA, it is significant because it is designed to be useful in modern computerized devices such as warehouse-scale cloud computers, high-end mobile phones and the smallest embedded systems. Such uses demand that the designers consider both performance and power efficiency. The instruction set also has a substantial body of supporting software, which fixes a usual weakness of new instruction sets.The project was originated in 2010 by researchers in the Computer Science Division at University of California, Berkeley, but many contributors are volunteers and industry workers otherwise unaffiliated with the university.The RISC-V ISA has been designed with small, fast, and low-power real-world implementations in mind, but withoutover-architecting for a particular microarchitecture style.As of January 2017, version 2.1 of the userspace ISA is fixed and the privileged ISA is available as draft version 1.9.1.
中文翻译:
RISC-V(读作“risk-five”)是基于精简指令集计算(RISC)原理建立的开放指令集架构(ISA)。

与大多数ISA相反,RISC-V ISA可以免费地用于所有希望的应用中,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。它虽然不是第一个开放的ISA,但它很重要,因为它被设计成现代计算机化的设备,如在仓库级云计算机,高端手机,和最小的嵌入式系统中,都可使用。这种用途要求设计者考虑性能和功率效率。现有指令集已具有大量的支持软件,但这对使用新的指令集是一个不利点。

该项目始于2010年由加州大学伯克利分校计算机科学系的研究人员,但许多贡献者是志愿者和行业工人,与大学无关。

RISC-V ISA在于在实际实现时能被设计成具有小巧、快速和低功率, 但未能脱离特定的微架构风格的架构。 6]

截至2017年1月,用户所用ISA是固定的2.1版本,特殊用户所用的ISA也可能是1.9.1版本。

https://riscv.org/

现在已经有不少关于RISC-V的项目了,如:
玛德拉斯,印度理工学院(IIT Madras)
发展了从微控制器到服务器/HPC级处理器的全系列处理器。该项目始于IBM的Power ISA,但是由于技术和许可证等原因1年之后转向RISC-V。设计了6个不同的印度本地的处理器和相关片上系统,提供了替代专有商用处理器的可行的开源方案。 所有实现将以免专利费/权利金形式提供,其BSD (Berkeley Software Distribution, 伯克利软件套件)许可证的开源方式与RISC-V的理念相符合。(http://rise.cse.iitm.ac.in/shakti.html)
英国的剑桥大学:
lowRISC项目(http://lowrisc.org) 的基地是英国的剑桥大学,由流行的35美元计算机Raspberry Pi的创始人之一领导。他们的目标是生产基于开源RISC-V的片上系统,并已规划了大批量硅片制造以及低成本开发板。
美国的EDA公司的Bluespec:
美国的EDA公司Bluespec(http://bluespec.com)因有用户对于开放指令集体系结构感兴趣,所以他们正在使用Bluespec的逻辑综合工具设计RISC-V,并已将GDB(GNU Debuger)调试器和GNU软浮点应用二进制接口(Application Binary Interface, ABI)移植到RISC-V。
国内也有不少从业者对此比较关注,主要是想将RISC-V应用在物联网、大数据等领域。

下图是RISC-5与ARM的比较,数据是最真实的,功耗、面积、性能都是杠杠的。



基本指令集包括40条RISC整数指令和10条用于同步、系统调用和计数器操作的其他指令。
使用的RISC_V都需要实现这些基本指令,并称之为RV32I。对应的RV64I 、RV128I也是一样扩展对应的位宽即可,参考下图。


另外包括扩展指令,主要包括压缩字节指令、乘除、单/双/四精度浮点运算指令、原子指令。



从上面可以看到,功耗、面积、性能都不亚于ARM,甚至优于ARM(当然上表只是对比A5),并且指令丰富,可扩展性强,并且开放,有免费开源的编译、仿真环境,令人遐想无限。
结论:生态已经构建好了,如果有相应的产品出来,以及大量的人力物力投入,我觉得前景还是很不错。ps:我挺看好这个项目,特别是像中国近几年大力发展CPU的情况,机遇很好,能不能抓住就是另外一个问题了。
本篇完,感谢关注:RISC-V单片机中文网
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