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IC设计工程师想了解的RISC-V知识点分享

高工
2020-11-10 22:54:55    评分

在Mavell和Synopsys等知名企业领导多款高性能和低功耗处理器研发工作。

是国内RISC-V社区领袖,以及蜂鸟E203开源处理器。

更是畅销书《RISC-V架构与嵌入式开发快速入门》和《手把手教你设计CPU——RISC-V处理器篇》等书籍的作者。

大咖著作:

1、《RISC-V架构与嵌入式开发快速入门》

本书是一本介绍RISC-V架构嵌入式开发的入门书籍,以通俗的语言系统介绍了嵌入式开发的基础知识和RISC-V架构的内容,力求帮助读者快速掌握RISC-V架构的嵌入式开发技术。

本书共分为两部分。第一部分为第1~14章,基本涵盖了使用RISC-V架构进行嵌入式开发所需的所有关键知识。第二部分为附录部分,详细介绍了RISC-V指令集架构,辅以作者加入的背景知识解读和注解,以便于读者理解。

2、《手把手教你设计CPU——RISC-V处理器篇》

本书是一本介绍通用CPU设计的入门书,以通俗的语言系统介绍了CPU和RISC-V架构,力求为读者揭开CPU设计的神秘面纱,打开计算机体系结构的大门。

本书共分为四部分。第一部分是CPU与RISC-V的综述,帮助初学者对CPU和RISC-V快速地建立起认识。第二部分讲解如何使用Verilog设计CPU,使读者掌握处理器核的设计精髓。第三部分主要介绍蜂鸟E203配套的SoC和软件平台,使读者实现蜂鸟E203RISC-V处理器在FPGA原型平台上的运行。第四部分是附录,介绍了RISC-V指令集架构,辅以作者加入的背景知识解读和注解,以便于读者理解。

本书不仅适合CPU或芯片设计相关从业者阅读使用,也适合作为大中专院校相关师生学习RISC-V处理器设计(使用Verilog语言)和CPU设计的指导用书。

本期话题:

RISC-V本土化路径:从“自主可控”走向”共享繁荣“

本期话题讨论内容:

1、RISC-V架构缘起和发展

2、RISC-V的本土化落地进程

3、利用开放生态来构建自主核心技术

Q:RISC-V与ARM在架构、指令集、芯片设计及基于对应MCU的开发难度上两则有什么区别,RISC-V除了开源以外还有那些优势?

A:在开发难度上没有区别,因为两者都是RISC架构的。如果是在芯片设计上,需要IC设计工程师了解RISC-VCPUIP的接口即可与SoC中其他部件进行互联设计;如果在MCU应用的开发上,工程师们只需要在习惯上熟悉RISC-V的指令以及开发环境。总的来说,在设计使用和应用使用上没有什么区别。


RISC-V除了在指令集上开源以外,通过RISC-V指令集的模块化搭配能够使IC设计更为灵活,结合扩展指令,扩展接口的应用,能够更为快速的得到差异化的处理器,适配自己的个性化应用。

Q:全球首个基于中芯国际FinFETN+1工艺的芯片通过测试。基于RISC-V的芯片是否可以通过该工艺生产?两者结合能否助力中国国产MCU的快速发展?

A:本期大咖解答:RISC-V处理器是纯数字电路设计部分,其本身是和工艺无关的,任何SoC的设计都可导入使用,支持各种工艺的生产。国产MCU除了制造工艺国产外,处理器内核的国产化也是必不可少的,如果要称作国产RISC-VMCU,需选用国内自主可控的RISC-V处理器内核。

Q:看了简介知道了胡老师在RISC-V架构方面有所建树,您能不能简单说说未来年轻的RISC-V会在哪几个方面有突破进展呢?

A:在万物互联时代,RISC-V在AIoT端侧,RISC-V架构的芯片将会成为越来越多产品的选择。另外在高性能计算和超算等不依赖软件生态的领域,我们也越来越多的看见RISC-V架构的渗透。如果在手机等移动终端应用生态上,有更多的软生态支持,也会逐步取得突破。

Q:据我所知,RISC-V诞生的时间并不长,是什么原因让胡老师您选择了它?

A:因为在RISC-V诞生之前,并没有一个国际上公认的主流指令集架构标准。之前的任何处理器架构开发工作都是基于某个企业的私有标准进行开发,在自主发展上受到极大的限制,使得在处理器研发领域长期无法实现技术的自由发展与突破。当我第一次看到RISC-V开放架构之后,觉得在处理器领域设置像RISC-V这样的一个国际标准,肯定能推进整个行业的模式转变,对于我们这种从业十多年的处理器设计工程师来说,有了创新和实施的舞台,所以我坚定的选择了RISC-V,并认为他是我国处理器领域发展的一个千载难逢的机会。

Q:目前基于RISC-V架构的开源处理器都有哪些呀?对应的功能是什么呢?能请胡老师具体解答一下么?

A:RISC-V架构的处理器,分为开源内核和商业内核。在RISC-V基金会维护的列表中基本上都有提及(参见https://riscv.org/exchange/cores-socs/),都属于处理器内核IP,不同设计具有不同的性能。

Q:请问:目前国内RISC-V架构的MCU占有率有多少?从程序从arm移植到RISC-V难度大吗?

A:目前市场上通用MCU只兆易创新出品的基于芯来内核的一款产品。但是在国内26家主流MCU厂商的调研中发现,26.9%的项目已经开始基于RISC-V规划,所以随着时间的推移,我们会在市场上看到越来越多的RISC-V架构MCU产品出现。

应用程序从arm移植到RISC-V难度不大,因为指令集向上一般都封装成了标准的调用API,嵌入式开发工程师可以很快的适应,对特殊的中断及其他处理,也能很快上手。更多的客服工程师的心理习惯问题,目前越来越多的开发工具支持RISC-V开发,能更好的适配工程师们的开发习惯。




工程师
2020-11-11 08:18:08    评分
2楼

这本书用于学习和研究CPU构建不错!


助工
2020-11-11 09:14:07    评分
3楼

这让我想起了,以前美国人刚发明计算机时,该计算机占地占地面积达到了一百五十平方米,计算机的总重量达到了三十吨,整个计算机使用了一万八千多只电子管,七千多个电阻,六千多个开关、一万多个电容以及五十多万条电线。整个计算机的耗电量是相当惊人的,总耗电量达到了一百四十千瓦。 而现在一个risc CPU就是10元左右




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