GreenWaves RISC-V核心，取代物联网中的Cortex内核

塞巴斯蒂安

无晶圆半导体公司GreenWaves Technologies开发了一种专为物联网应用设计的新处理器，他们声称将会超越ARM Cortex处理器。 是什么使得这个核心不同，它将如何有利于快速增长的IoT基础设备的创新？

一、物联网的兴起

在过去三十年中，技术发生了根本性的变化。 90年代，随着GUI操作系统的普及，强大的计算技术的兴起。 同时，超文本传输协议（HTTP）与超文本标记语言（HTML）一起为互联网铺平了基础，这将永远改变世界。 2000年代见证了移动计算、多核计算机的兴起，对互联网的依赖也大大增加（当然还有布兰妮·斯皮尔斯）。

然而，当前这十年已经开始从强大的计算和功能型互联网使用过渡到通过物联网（IoT）的互联网集成。同时 随之而来的是互联网的商业化（视频流、游戏等）。 随着设备越来越依赖于互联网，制造商和工程师喜欢这种需求的转变，并调整他们的设计以适应这种需要，这就显得尤为重要了。

二、IoT专用硬件

该硬件的一个常见的例子是，Microchip生产的PIC单片机系列需要更新。该系列非常适合通用的嵌入式系统，但在物联网的应用中越来越过时。这是因为它们依靠外部控制器进行Wi-Fi连接以及TCP协议处理。虽然一些PIC器件确实包含硬件TCP堆栈，但它们的数量极少。

为了帮助这样的微控制器的物联网能力，Espressif等公司设计了ESP8266系列Wi-Fi控制器。一个模块，特别是ESP-01，在电子爱好者市场上非常流行，因为它的通信非常简单。模块使用标准UART协议，同时使用简单的命令结构，在AT命令的后面跟随特定命令（例如，AT从设备返回OK，并且AT + CWMODE？返回当前的Wi-Fi模式设置）。

该模块本身使用八个引脚，其中只有三个引脚需要用于开发目的。 （技术上，正常操作只需要四根电线：电源、地、TX和RX）。

ARM处理器一直是物联网应用的理想选择，因为它们最初设计时是用于移动和低功耗应用，是移动和无线设备的理想选择。 基于ARM的设备还有各种各样的工具链和编程环境，使它们成为C和C ++等更高级编程语言的理想选择。 然而，虽然ARM可能正在享受被用于物联网应用首选的处理器，一个创业公司已经设计了新的RISC内核，声称优于ARM处理器。

三、一个面向IoT的处理器？

无晶圆芯片公司GreenWaves Technologies设计了一个处理器，他们声称是业界第一个物联网处理器。 这个芯片，GAP8多核处理器，是基于由博洛尼亚大学和ETZ苏黎世开发的RISC-V核心。 GreenWaves Technologies希望处理器（比ARM内核（Cortex M0到M7）节能两倍）将成为物联网领域中所有设计人员的首选处理器。

该八核处理器包含许多功能单元，旨在使物联网应用程序比以往更轻松，更快速。 由于TPU（TensorFlow处理单元），涉及图像处理和分析任务（例如，汽车中的生物识别系统和危险意识系统）的应用将得到加速。 TPU设计用于帮助解决基于神经网络的算法，强调低精度算法和利用芯片上的多个核心。

该处理器还包含许多板载外设，包括智能IO、稳压器、RTC、UART、I2C、I2S、JTAG和LVDS，这些外设有助于减少设计中的组件数量。 该处理器还内置了共享L1存储器、共享指令高速缓存和对数互连。 GAP8处理器还支持802.15.4g、LTE Cat-M和Cat-N1以及802.11ah（Wi-Fi HaLow）。

处理器成为物联网领导者的原因是，模拟可以预测每秒高达120亿次操作，其中低功耗应用（例如电池供电的Wi-Fi传感器）在1mW的功耗下每秒可以达到4亿次操作。

该芯片使用台积电的55nm工艺，计划于今年12月出货。GAP8处理器 编程可以使用标准GCC编译器（带插件）在C和C ++语言中完成，这使得预先存在的设计不仅容易转换，而且不需要学习微控制器专用的语言变量 （例如，C18，XC8，Thumb，Thumb-2等）。

四、GreenWaves与ARM

GreenWaves Technologies是与ARM控股公司非常相似的公司，因为两家公司都不生产任何设备。 相反，他们设计核心和处理器架构，然后将设计许可给其他设备制造商，并产生版税和许可费用的收入。

GAP8处理器，如果按照它的说法，可能是数据分析、神经网络和要求低功耗的未来物联网设备的非常强有力的候选人。 如果成功，ARM控股公司可能需要开发自己的物联网处理器，以保持在不断增长的市场。

由于ARM已经成立了好多年，它们的优势可以使用已经可用的内核，将它们与更多基于硬件的堆栈和IoT有用模块相结合。 例如，可以将Wi-Fi模块和硬件TCP堆栈一起构建在ARM处理器中，这可以使互联网连接变得很简单，同时保持低功耗（如在GAP8处理器中）。 然后，内置Wi-Fi模块可以使用简单的命令结构，因为基于IoT的设备仅需要传输诸如温度读数和控制信号的少量信息。

总结

就像80年代的计算兴起和90年代的互联网兴起一样，这十年可以被标记为物联网竞赛的开始。 这是一个好的现象，公司将继续争相生产耗电量小，同时提供连接和功能的处理器和硬件。

就像互联网的兴起，没有人知道物联网竞赛将会创造什么以及如何在日常生活中使用物联网。 房子里会有更多的生物识别技术吗？ 是否有语音识别模块将数据传回家庭自动化控制器？ 这些都是今天和明天的工程师都将必须回答的问题。

原文链接：GreenWaves’ RISC-V Core to Supersede Cortex Cores in the IoT

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