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可扩展,免版税,开源,RISC-V有很多要做的

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发表于 2021-6-26 17:32:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

有人预言,RISC-V或将是继Intel和Arm之后的第三大主流处理器体系。欢迎访问全球首家只专注于RISC-V单片机行业应用的中文网站

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本文译自:Mark Patrick, Mouser Electronics的Extensible, Royalty-Free, and Open-Source, RISC-V has a Lot to
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能力一般,水平有限,大家凑合着看~~
开始!分割线以下为正文!!!

Arm入场后,嵌入式处理器市场发生了重大转变。在此之前,32位微控制器并不常见,8位机仍然占主导地位。市场上也有很多碎片,这意味着开发人员通常致力于专有指令集架构(ISA)。但是从半导体制造商开始许可和部署Arm的Cortex-M核心起,向32位通用ISA的转变就已在进行中了,而且不会停止。
物联网加速了这一转变,多年来,其他任何ISA都没有试图挑战Arm在嵌入式领域的主导地位。在企业领域,x86是主导的ISA,这意味着英特尔和AMD是领先的供应商。当Arm正试图改变这种状况时,RISC-V架构在这两个应用领域都产生影响。这种开源可扩展的处理器IP是完全免费使用的,所以它的高关注度也就不足为奇了。
ISA的重要性
指令集架构,或称ISA,定义了硬件和软件之间的真实接口。无论使用什么高级编程语言,它最终都会被转换成低级机器代码,即触发处理器硬件元件(如乘法器和累加器、移位器和加法器)活动的实际的位和字节。定义和实现ISA的方式对于处理器的行为方式及其提供的性能至关重要。
最简单的形式是,处理器是算术和逻辑单元的集合体,由简单的二进制数字控制,以任何实用的方式使用这一概念都会很快引入架构复杂性。为了解决这种复杂性,处理器架构师倾向于两种基本方法中的一种;复杂指令集计算机(CISC)和精简指令集计算机(RISC)。基于CISC体系结构的处理器将具有可变长度的指令,以及多种编程模式。RISC体系结构通常使用固定大小的指令,并提供较少的编程模式
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在这两者中,RISC变体数量更多,但CISC可以提供更高的性能。选择使用两者中的哪一个,可以归结为易用性和功能的平衡。一般来说,一个精简指令集架构更容易编程,但可能性能不如CISC架构。然而,对于大多数应用程序来说,易用性更胜一筹,这就是为什么大多数可用的通用处理器采用RISC方法。相比之下,x86体系结构使用CISC方法,但尽管基于x86的处理器广泛可用,但它们的使用主要集中在计算机和服务器上,而这些地方的需求相对集中在数据处理上。相比之下,物联网和其他有不同需求的设备通常使用RISC架构。
怎样早就一个好的RISC ISA?
总线宽度是另一个因素,因为它定义了指令或运算符的大小,以及可以在单个时钟周期内处理的数据或操作数。RISC的性质使其适合各种大小的总线宽度。例如,8位处理器将能够在一个访存(周期)中读取(提取)8位值(指令或数据),这实质上将一个周期中可以执行的操作数限定为总线中的总位数。对于相对简单的微控制器,8位总线仍然是足够的。因此,16位、32位或64位总线将能够在一个周期内编码和获取相对更多的指令。
开源可以改变一切
ISA所需的支持是通过工具链提供的。当其他供应商也为该工具链做出贡献时,它通常被称为生态系统。虽然ISA供应商通常会管理生态系统,但它可以减轻ISA供应商让第三方提供解决方案的压力。越多的半导体供应商提供基于相同ISA的产品,就越有可能吸引工具供应商来为其提供支持,因为最终客户的总数将证明专注于该体系结构的大型、多样化的生态系统是合理的。Arm的Cortex-M在嵌入式领域就是如此,现在围绕基于其ISA有一个强大的生态系统。
开源项目可以吸引第三方工具提供商的类似兴趣。例如,Linux在企业和嵌入式领域都是一种流行的开源操作系统,它得到了提供商业工具来支持基于Linux操作系统的软件开发的公司的广泛支持。开源的吸引力往往在于两个方面;该技术通常可以自由使用,并且用户可以自由修改它。这可以提供很大的灵活性并节约潜在的成本。
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虽然开源软件现在广泛用于商业产品,但开源硬件也在产生影响。开源的ISA,RISC-V,就是一个很好的例子。RISC-V ISA出现在2010年,最初是由伯克利大学作为一个学术研究项目开发的。到2015年,一众对开源ISA有商业兴趣的半导体供应商成立了RISC-V基金会。这个全球行的非营利组织现在被称为RISC-V国际,在50多个国家拥有1000多名成员。
在RISC-V国际公司提供将开源指令集架构引入商业领域的框架之前,处理器架构领域几乎没有创新。鉴于整个现代世界依赖于运行在处理器上的软件,这似乎有点难以置信。这也可能是近年来RISC-V引起如此大兴趣的主要原因。现在,随着到处部署人工智能和机器学习的大趋势,对免版税和可扩展的ISA感兴趣是完全可以理解的。
国外芯片技术交流-可扩展,免版税,开源,RISC-V有很多要做的risc-v单片机中文社区(3)RISC-V的第一步
RISC-V国际组织在许多方面支持IP的使用。作为一个开源项目,成员为项目贡献他们的Core IP,现在这个ISA有超过100个版本,可用于ASIC、FPGA和SoC的IP。
FE310是基于RISC-V架构的SoC的早期例子,由SiFive使用其E31标准内核开发,并由HiFive开发板支持。另一个是无晶圆厂半导体公司GigaDevice的GD32VF103 SoC。这款芯片构成了Seeed Studio Sipeed LonganNano开发板的基础。Microchip还为RISC-V评估提供了一个基于其PolarFire SoC FPGA的开发板。Icicle Kit可以在FPGA的RISC-V处理器子系统上运行现成的Linux发行版,该板还提供了与树莓Pi和mikroBUS兼容的扩展端口。
RISC-V作为开源技术提供的可扩展特性意味着开发人员不仅可以在他们选择的平台上实现核心,还可以向架构中添加新的指令。这准确地说明了开源技术提供的灵活性,而RISC-V国际提供的管理确保了该项目将在未来许多年能继续激励并使赋能开发者。
随着人们对处理器级AI和ML加速的兴趣越来越大,RISC-V帮助塑造处理器发展新时代的潜力不容忽视。随着RISC-V的支持生态系统的发展,开发人员可以期待不久后的创新。

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RISCV作者优文
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