开源 RISC-V 架构正在改变 IoT 处理器的游戏规则

在过去的十年里,开源软件已经成为了科技世界最大的催化剂。现在开源的力量带来了自由发展,生成的社区也在硬件世界中得以立足。正是基于这些原因,risc-v赢得了极高的人气。下面将会介绍risc-v和它带来的机会,以及ceva如何帮助芯片制造商充分利用它们。
什么是risc-v?
risc-v是一个开放的指令集架构(isa),最初由加州大学伯克利分校的计算机科学系开发。它基于流行的精简指令集(risc),和arm、mips和其它常见的商业处理器架构一样。
risc-v自2010年开始,现在已经成长为一个巨大的全球合作项目,横跨多个大学和工业领域。它的一致性是由非营利的risc-v基金会(https://riscv.org/)保证的,既指导底层指令集架构(isa)规范,又扮演市场引擎的角色来推广risc-v。
需要澄清的是risc-v的指令集架构,正如它的名字,是一个指令集的架构规范,而不是一个具体的处理器设计。从开源指令集架构开始,很多的学术和行业团队创造了多个不同设计的处理器,但本质上讲都是同一种语言。快速浏览risc-v基金会的网站,上面展示了大量的处理器实现,从完整的开源处理器设计,比如 rocket、orca和pulpino,到生产商业处理器核的公司,如sifive、codasip、andes和cortus。
这些处理器的实现范围十分广泛,从简单物联网处理器到运行linux的应用处理器,都是基于一套共同的指令集,从而反映出相较于一个封闭的商业isa来说,risc-v的关键优势,即差异化和自由选择权,可以更换处理器供应商而不遭受产品重构的痛苦。
免费的所以一定存在风险,不对?
在这一点上,谨慎的做法是考察实际情况,查看新产品设计中影响处理器选择的因素。如同大多数设计决策一样,涉及到很多技术和商业因素,一些是基于硬性指标,一些则基于难以量化的方面。
技术指标是不言而喻的:包括处理器具备足够的马力,支持后续产品的可扩展性,是否匹配包络功率,是否满足所需的安全级别,有没有友好熟悉的软件开发/调试环境,用户能否继承之前的代码库。商业上要考虑成本,比如面积(包括门数和内存大小)、版税和整个授权许可费用。它还要考虑其它商务方面的因素,包括供应商锁定、保证与赔偿、商业报告义务、进行修改的合法权利等等。
考虑所有这些因素,大多数设计往往采取一种“安全”选项,通常使用一个专有的商业处理器,并且经常绑定在以前使用的系列上。然而站在战略层面,很多公司对选择限制日益增强但强大的商业处理器ip供应商感到不安。人们渴望更多的商业自由,打破封闭指令集的锁定,这不光是在授权许可和版权使用费方面有意义,也有利于差异化。
这种需求使得risc-v扬帆起航。risc-v开源的指令集架构为芯片公司提供了现实的选择,超越普通的商业选项,避免承担过度的战略风险,就如同linux、freertos和许多其它开源rtos在今天无可争辩的替代了商业操作系统。特别在那些消费物联网设备上使用的小型嵌入式处理器上,这种选择非常现实。许多知名的一流公司,包括西部数据和英伟达,已经公开宣布了自己的意图,甚至已经进行了大规模的生产。更多的公司正在评估risc-v,其中一些秘密开始了先进的设计。
ceva在risc-v上的经验
和这些公司一样,ceva已经被risc-v的潜力所吸引,特别是我们rivierawaves的 wi-fi和蓝牙ip产品。这些通信技术需要一个小型处理器执行协议栈,我们的目标是创建一个预先集成的参考平台,支持我们的客户自由选择处理器。由于ip的架构设计满足超低功耗的操作,即使是高级的无线网络配置,对于处理器马力的需求也很温和。简要来说,我们需要逻辑门数少、能效比高、处理器成熟,加上一个熟悉的商用软件开发环境,可以生成面积节约的紧凑代码。处理器设计必须容易部署(全速运行)在fpga和asic / assp上,它必须有一个法律框架与我们的授权ip业务兼容。
ceva运行risc-v的wi-fi平台
我们选择的risc-v处理器内核在20k门这个量级,可以达到2.44 coremark / mhz这个不错的成绩,和硬件需求完全吻合。我们内部的性能和代码密集度测试结果显示,已经达到了比肩一流处理器的水平。同样重要的是根据我们的经验,将一个完整的系统移植到risc-v所需的工作量非常少。以更复杂的wifi平台为例,用嵌入式risc-v处理器取代商业处理器,我们只花了一个星期就完成了集成、仿真和创建一个新的fpga二进制文件,实现rivierawaves完整的wi-fi 演示平台。此外,现有的协议软件已经在多个不同的商业处理器上进行了开发和部署,移植到risc-v平台上只花了两周时间,包括移植、测试和系统级验证。这没有什么奇怪的,多亏了熟悉的gnu gcc / gdb调试器和llvm编译器/环境。
总的来说,这个项目是一个伟大的成功,risc-v真正兑现了承诺。ceva现在是risc-v基金会的新成员,很高兴能够提供risc-v基础平台作为搭载我们的wi-fi 和蓝牙ip核的一个选项。

为快速、安全的量子通信铺平道路
电磁机构的原理_电磁机构的组成部分
电容是如何工作的?
攀升一体机迁跃者XPLUS高清图赏
浅谈Chiplet带来了哪些新的变化
开源 RISC-V 架构正在改变 IoT 处理器的游戏规则
电子元件的输出电流是什么意思
首个中国-罗马尼亚农业科技园在罗马尼亚首都布加勒斯特落成
【Java】智慧工地源码-支持私有化部署,SaaS模式+全套硬件设备
RC电路和P沟道场效应管的延时关机电路设计
数字式渗水性测定仪-静水压的简单介绍
亿纬锂能致力打造创新而高效的能源解决方案
ADC采集的数据都准确吗?
window10卸载软件_window10怎么改管理员名称
OPPOR11什么时候上市?OPPOR11最新消息:5大拍照技术创新+骁龙660,携手OPPOR11Plus告别低配高价
安派-Eyes-DU开发板的参数说明
怎样用树莓派使LED闪烁
大功率开关电源输入端的继电器它有什么用呢?
五款220v指示灯电路图
基于TPM的树莓派可信平台模块(TPM)在快速网络身份认证(FIDO)中的应用设备接入身份应用