带来了益处，④RISC-V指令扩展的特点与安全应用。 本期第二篇推文还将介绍：⑤支持RISC-V开源和商业软件开发工具和
过去二十年ARM在移动和嵌入式领域成果丰硕，IOT领域正逐渐确定其市场地位，其他商用架构（如MIPS）逐渐消亡。ARM在进军Intel所在的x86市场，已经对传统PC与服务器领域造成很多压力。RISC-V 开源指令集的出现，引起了产业界的广泛关注，科技巨头很看重指令集架构（CPU ISA）的开放性，各大公司正在积极寻找ARM之外的第二选择，RISC-V成为必然选择。RISC-V 被全世界内的大学陆续采纳为教材替代以前的MIPS和X86架构，政府和企业采纳RISC-V为标准指令集，开源的CPU核和SoC芯片不断涌现，生态环境逐渐丰富，开发者社区愈来愈活跃。
一个CPU支持的指令和指令的字节级编码就是这一个CPU的指令集（ISA），指令集在计算机软件和硬件之间搭起了一个桥梁。不同的CPU家族：X86、PowerPC和ARM，都有不同的ISA，RISC-V 是其中唯一的开源ISA。
RISC-V 是一种开源的指令集架构，它不是一款CPU芯片，甚至不是一个完整的指令集，它是指令集规范和标准。RISC-V 起源于加州大学伯克利分校，在2010年夏季KAsanovic教授带领他的两个学生Andrew Waterman ， Yunsup Lee启动了3个月项目 ，针对X86和ARM 架构复杂和IP授权的原因，希望开发简化和开放的指令集架构。
RISC-V基金会创建于2015年，是一家非盈利组织。基金会董事会由Bluespec、Google、Microsemi、NVIDIA、NXP、UC Berkeley、Western Digital 7家单位代表组成，主席目前是Krste Asanovi 教授，基金会为核心芯片架构制定标准和建立生态，标准是公开免费下载。基金会旗下有400余家以上的付费成员，包括高通、NXP、阿里巴巴和华为等，RISC-V 基金会成员能够正常的使用RISC-V商标，RISC-V 采用开源BSD授权 ，任何企业、高校和个人都可以遵循RISC-V架构指南设计自己的CPU。RISC-V基金会总部从美国迁往瑞士，并于2020年3月完成在瑞士的注册，基金会更名为RISC-V国际基金会（RISC-V International Association）2。
十年来RISC-V 蒸蒸日上，在CPU IP核，平台、SoC芯片和应用上都有了相当数量的发展，比如，应用上有西部数据设计的SSD和HDD控制器，内核是SweRV Core，中科蓝芯开发的蓝牙耳机芯片，嘉楠科技的K210AIOT 芯片 ，南京沁恒电子的蓝牙MCU、32位通用MCU和高速接口的MCU，它们的内核都是RISC-V。
2021年9月1-3日，ELEXCON深圳国际电子展暨嵌入式系统展将专门打造『 RISC-V技术专区 』，汇聚行业内领先企业，全面展示RISC-V软硬件开发、RISC-V开发工具、RISC-V处理器应用、开源技术等新技术、新产品和新方案，迎接芯片行业发展的历史性机遇！
RISC-V的指令集使用模块化的方式来进行组织，每个模块使用一个英文字母来表示。RISC-V最基本、也是唯一强制要求实现的指令集是由 I 字母表示的整数指令子集。使用该整数指令子集，便可以在一定程度上完成完整的软件编译器。其他的指令子集部分均为可选的模块，其代表性的模块包括M/A/F/D/C，比如 某款RISC-V 处理器内核是RV32IMAC，即代表实现了I/M/A/C 指令集，。RISC-V 指令集发展变化中，32I和64I 已经冻结，MAFDQC指令扩展是冻结了，指令集如32E，128I，LBJTPV和ZAM原子访问扩展还在开发中，指令集扩展是RISC-V的技术特色，广泛征求会员单位和产业界的意见是RISC-V发展合理的路径 3 。
在详细阐述RISC-V 处理器嵌入式开发之前，我们第一步梳理一下几个概念：RISC-V 处理器核心（Core ，简称核），SoC 平台 和SoC芯片，以及开发者如何明智的选择它们。自RISC V 架构诞生以来出，市场上已有数十个版本的 RISC -V 核和SoC芯片，它们中一部分是开源免费，某些是商业公司开发用于内部项目的 ，还有商业公司开发的 处理器核和平台。西部数据的SweRV架构（RV32IMC）是一个32bit顺序执行指令架构，具有双向超标量设计和9级流水线nm工艺技术实现，运行频率高达1.8GHz，可提供4.9 CoreMark/MHz的性能，略高于Arm的Cortex A15，已经用在西部数据的SSD和HDD 控制器上使用，SweRV项目是开源的项目。
典型的开源的RISC-V 核有Rocket Core，它是美国加州大学伯克利分校开发一个经典的RV64 设计，伯克利分校还开发一个BOOM Core，它与Rocket Core不同的是面向更高的性能。苏黎世理工大学（ETH Zurich）开发的Zero-riscy，它是经典的RV32 设计，苏黎世理工大学另外一款R15CY Core，可配置成RV32E，面向的是超低功耗、超小芯片面积的应该场景。由Clifford Wolf开发RISC-V CorePicoRV32，重点在于追求面积和CPU频率的优化。
开源的核用于研究和教学很合适，但是用于商业芯片设计还有许多工作要做。SiFive（赛昉科技）由Yunsup Lee创立，他也是RISC-V的创始人之一。2017年公司发布首个RISC-V核和SoC平台家族，和相关支持软件和开发板，这些芯片包括采用28纳米制造技术的64位多核CPU U500，支持Linux操作系统，以及采用180纳米制造技术的多外设低成本IoT处理器核 E300。开发RISC-V处理器核的厂商还包括Codasip、Syntacore、T-Head平头哥） Andes （晶芯科技），以及勇于探索商业模式的公司芯来科技和优矽科技。
以及Rocket Chip - 伯克利分校基于Chisel开发的开源SoC生成器。芯来科技胡振波发起的蜂鸟E200开源项目4，配合他的图书，是在国内知名度非常高的开源软核SoC平台之一。在64位SoC 平台方面，平头哥半导体发展非常迅速，先后推出了玄铁C906单核和玄铁C910多核高性能64位 RISC-V 处理器。
RISC-V 处理器SoC芯片近年发展迅速，知名度较大的通用性SoC芯片有兆易创新开发的GD32VF103 MCU 芯片， 该芯片基于芯来Bumblebee 内核（RV32IMAC）。GD32VF103系列提供了108MHz的运算主频，16KB到128KB的片上闪存和6KB到32KB的SRAM，有4个16位通用定时器，2个16位基本定时器和2个多通道DMA控制器。GD32VF103 MCU全新设计的中断控制器（ECLIC）提供了多达68个外部中断并可嵌套16个可编程优先级，以增强高性能控制的实时性。
NXP RV32M1 集成了4个核： RISC-V RI5CY 核， RISC-V ZERO-RISCY 核， ARM CortexM4 核和 ARM Cortex-M0+ 核。从专业技术人员视角看，RV32M1 更像是工程实验样品，用来给开发者评估使用，为此NXP 为开发者创建社区，维护工具链和软件生态，通过赠送开发板和举办大赛为开发者学习RISC-V 嵌入式开发提供了便利，在早期市场培育期发挥重要的作用 8，见下图。
（1）。芯片设计者可选择RISC-V 核 和SoC 平台 构建自己的芯片。比如，使用 PULPino 平台开发 SoC 芯片，内核使用 RI5CY和Zero-risky，国内企业和高校研究项目都有在使用。
（2）建议嵌入式和物联网系统开发者使用 RISC-V SoC 芯片。比如，选择GD32VF103 系列 MCU芯片做嵌入式项目开发，GD32VF103有多款开发板和开发工具链支持。AIOT 应用可以再一次进行选择 K210 ，K210开发软件SDK 非常成熟，支持freertos和裸机，最近Linux 5.8 正式将K210 RISC-V 纳入主线 已经成功应用在人脸识别和智能抄表等机器视觉和机器听觉领域。
（3）高校和研究机构可以再一次进行选择开源RISC-V 核 在FPGA 平台上进行计算机体系架构、操作系统 ，编译技术和嵌入式系统教学和研究工作。比如，Arty FPGA 开发板上实现一个 SiFive 开源Freeedom E310微控制器的技术已非常成熟，相应软件工具链支持的很好 9， 见下图。
我们上一节讨论了RISC-V 处理器核、平台和芯片 。很明显，嵌入式与物联网以及AIOT 是RISC-V 最活跃的应用市场，RISC-V给嵌入式系统带来许多优势，我仅就以下三点做个阐述：
（1）开源和免费。开源是新的经济方式，是成功的商业之道， 也学生和工程师学习最佳途径。ISA开源意味着开发的人能针对特定应用场景，创造自己的芯片架构，免费则能够更好的降低芯片设计门槛，让草根开发者进入芯片设计领域。
（2）简单和灵活。RISC-V基础的指令集有50条，模块化的4个基本指令集能让设计者。开发出很简化的RISC-V CPU，代码密度低功耗很小的芯片，覆盖从8051-ARM A系列 各种嵌入式处理器。
（3）高效和安全。RISC-V 通过预留编码空间和用户指令支持扩展的指令集，通过指令集扩展实现运算加速和物联网安全。物联网保护的一种通用的途径是分层，分为信任执行环境（TEE）和非信任环境。RISC-V ISA的设计将TEE硬件要求定义为标准规范的一部分，可以在任何RISC-V 芯片上实现，包括配置物理内存保护（PMP）， PMP类似 ARM处理器内存保护单元（MPU）。
（1） Zone 1 区，运行FreeRTOS 有三个任务，分别是CLI任务， PWMLED任务，机器人手臂控制任务。
（2） Zone 2区，移植以太网，运行 PicoTCP 软件协议，TCP信道进行了TLS 加密。
（3） Zone 3区： 运行WolfSSL TLS 1.3 ，存储信任根，加密密钥，密码以及受保护的文件等放在这个区域。
更多内容关于：⑤支持RISC-V开源和商业软件开发工具和操作系统的现况，最后⑥展望RISC-V 在教育和产业应用的发展的新趋势。请见姊妹篇推文！
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最近和几个行业内的朋友聊天，聊到了近两年比较火的AI人工智能，并向我推荐了一款目前在小范围内比较火的国产处理器，我查了一下该处理器是采用的开源
设计者 DAVID PATTERSON等亲自写的书。书写的非常精彩，和
ISA 采用模块化的方式来进行组织，每一个模块使用一个英文字母表示，其命名格式可以借鉴如下：RV[字宽][
、RT-Thread、FreeRTOS等嵌入式操作系统开发●支持引用外部自定义工具链●支持轻量化的C库函数printf●支持32和64位
、RT-Thread、FreeRTOS等嵌入式操作系统开发●支持引用外部自定义工具链●支持轻量化的C库函数printf●支持32和64位
MCU开发 (二)：工程创建与管理MounRiver® Studio(MRS)内置了GD、WCH等芯片厂家的
架构；二是它代表了变化（Variation）和向量（Vectors）。2.
架构最早由美国加州大学伯克利分校（简称伯克利）的Krste Asanovic教授
最早要追溯到2010年，是加州大学伯克利分校的一个研究团队的项目，目标是设计一种新的
，为每个特定的应用程序提供最有效的实现，从而帮助军事和航空航天设计人员将功耗、BOM成本和电路板面积降到最低。
基础知识的入门篇。介绍了开放式架构理念，模块化ISA的技术描述，以及一些商业
美国出于自己的政治目的，多次打压华为，严禁美国公司与华为做生意，ARM、X86处理器一度断供华为，哪怕ARM公司并非美国公司，也一样受到了美国法规的限制。
架构，到目前为止，SiFive是提供实际芯片的供应商。我已经在使用SiFive的
首次出现在美国加州大学伯克利分校，其开源架构的形式很快就吸引了包括 IBM
首次出现在美国加州大学伯克利分校，其开源架构的形式很快就吸引了包括 IBM
功耗较小、价格实惠公道、并发处理效率高、升级速度快，而且Arm自带物联网基因，在5G网络基础设施和物联网
基金会不收取高额的授权费。开源采用宽松的BSD协议，企业完全自由免费使用，同时也容许企业添加自有
架构，作为近年来开源芯片技术的突出代表，受到国内外各领域的广泛关注。为了进一步促进
架构（ISA），简易解释为开源软件运动相对应的一种“开源硬件”。该项目2010年始于加州大学柏克莱分校，但
，但一旦商业化推广后，过多少年会变成什么样，很难说。越是底层的东西，越是对兼容性要求严格。个人会使用了C标准库的函数，过了很多
达、晶视智能、方寸微电子...等等，包括IP内核与芯片设计等厂商在内，据统计，中国目前拥有上百家公司在关注
（Reduced Instruction Set Computer，精简
计算机）CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂
（Reduced Instruction Set Computer，精简
计算机），是和CISC（Complex InstructionSetComputer，复杂
：存储在CPU内部，引导CPU进行运算，并帮助CPU更高效运行，介于软件和底层硬件之间的一套程序
：Reduced Instruction Set Computer，即精简
方面的知识(比如下面几个知识点)，可以看下下面的文章1、机器码2、运算
完全开源，设计简单，易于移植Unix系统，模块化设计，完整工具链，同时有大量的开源实现和流片案例，得到很多芯片公司
、编程工具和环境、体系结构和扩展以及应用案例和实践等方面的内容，覆盖了
的研发设计，而几位译者及审校者则都与中科院计算技术研究所相关，可见这本书的质量肯定不低！ 看到书中说，最好是了解过至少一款
方面较深的基础知识，不过认真看这本书也令我学到了不少。 书中一开始便提到
格式。主要包含寄存器间操作的R型，用于短立即数和取数操作的I型，用于存数操作的S型，用于条件
汇编语言 将C语言翻译成可执行的机器语言的重要步骤包括编译过程，汇编过程，链接过程。 函数调用约定过程分为六个阶段： 1）将参数存放
一条一条地讲过去，往往让人觉得枯燥，特别是现在用汇编语言开发程序的场合很少。该书没有陷入俗套，而是从体系设计的角度对
架构的神秘面纱。重点速览：向 Linux 基金会学习： 学会怎么样去构建开源社区是一件很重要的事，也希望在硬件领域开拓新天地的
-VRISC由美国加州大学伯克利分校教授David Patterson发明。
总部转移出美国。但政界的反对能否形成实质性出口管制？以下是查阅了有关的资料后的理解：
本帖最后由 jf_11671167 于 2021-10-9 10:35 编辑 关键词：
和 ARM 都使用加载-存储架构。意思是数据从内存中加载，在CPU中处理
的AI芯片，能耗和面积明显优于同级别Arm架构芯片，更让行业吃惊的是该款芯片一次性流片成功。这是否意味着
完全开源，设计简单，易于移植Unix系统，模块化设计，完整工具链，同时有大量的开源实现和流片案例，得到很多芯片公司的认可。
架构的ESP32-Marlin物联网芯片”项目。北京君正北京君正集成电路股份有限公司成立于2005年，目前已
阵营的支持者们，也一直试图在定制化和标准化之间做平衡： 一、将“无限的自由”转变为“有限的自由”： 比如提出
物联网市场好机会，也能在某些特定的程度上实现中国芯的自主程度，在政策、企业、研究所的一同推动下，
架构秉承简单的设计哲学。体现为： 在处理器领域，主流的架构为x86与ARM架构。x86与ARM架构的
（CISC）。嵌入式系统中的主流处理器——ARM处理器，所使用的就是精...
中了作为ARM新的对手被媒体用来讲故事。光媒体讲故事没有用，还要得到业界认可。其实单就
和ARM没啥不一样的区别，效率上没有本质差异。那位David Patterson
编码中的寄存器索引位置变得非常的凌乱，给译码器造成了负担。得益于后发优势和总结了多年来处理器
可以进行扩展和定制，能够完全满足不同应用场景的需求，也能够针对新兴技术进行更新和升级。这为中国的芯片产业提供了更多的
的授权，同时会产生一些费用，这也带来了一个问题：假如有一天ARM公司不授权怎么办？
架构, 拥有以下几个特点：低成本硬件设计，相比来说较高运行性能，差异化产品定制
架构，针对低功耗和高速响应等应用优化扩展，免费配套IDE等开发工具软件，免除第三方
Microchip 的 PolarFire SoC FPGA Icicle工具包为业界最低功耗的 FPGA 提供广泛的基于
