首先,bin文件是一种二进制文件格式,它不像文本文件那样可以直接打开查看。因此,乐鑫需要借助一些工具来解析bin文件。常用的工具包括hexdump、xxd等。这些工具可以将bin文件转换成可读的十六进制格式,其中每两个十六进制数对应一个字节。
其次,对于乐鑫的芯片和模块而言,它们的程序往往是使用C语言编写的。因此,乐鑫需要将十六进制格式的bin文件转换成C语言代码,以便进行修改和调试。这可以通过使用bin2c等工具来实现。
最后,乐鑫还需要了解bin文件的结构和内容。一般来说,bin文件包括代码段、数据段、BSS段等。代码段存放程序的指令,数据段存放程序中的全局变量和静态变量,BSS段存放程序中未初始化的全局变量和静态变量。
综上所述,乐鑫需要借助工具来解析和转换bin文件,并了解bin文件的结构和内容,才能看懂bin文件。
1,展讯:
作为中国领先的手机芯片供应商之一,展讯通信(上海)有限公司一直致力于自主创新,目前已形成2G/25G/3G/35G移动通信技术基带、射频芯片产品系列,完成TD-SCDMA、TD-LTE核心芯片研发及产业化等国家重点攻关课题。
2,士兰微:
熟悉杭州士兰微电子股份有限公司的人都知道,该公司的核心发展理念为“诚信、忍耐、探索、热情”。经过15年的发展,士兰微已成为国内规模最大的、集IC芯片设计与制造于一体的企业之一,整体生产经营规模处于国内集成电路行业的前列。
3,华大:
2003年成立的中国华大集成电路设计集团有限公司是一家国有大型IC设计企业。经过几年的资源整合,已将成立之初的18家二、三级企业整合为6家核心企业,强化了集团的主业发展能力。通过瞄准新兴市场,不断强化企业的主导产品,走专业化的发展道路,形成了以信息安全产品、消费类芯片、高新电子以及测试服务等6大领域为主的核心业务。
4,中芯国际:
中芯国际集成电路制造有限公司是中国大陆规模最大、技术最先进的集成电路芯片代工企业。在技术方面,其在大陆最早实现65nm/55nm技术的量产;拥有大陆最先进的45nm/40nm试生产技术;具备大陆唯一的32nm/28nm技术研发能力,同时计划于2013年第三季度初基本实现28nm工艺。
5,华润:
华润微电子有限公司是国内唯一具备开放式晶圆代工、设计、测试封装和分立器件制造完整产业链的半导体公司。自1997年进入微电子行业后,经过十余年的发展,已成为国内新型功率器件和特色晶圆代工领域的领导者、国家重大专项的牵头实施者。
处理器芯片是中国半导体产业的软肋,是中国半导体产业面临的“卡脖子”问题。近年来,国内芯片领域学术界和产业界都在积极 探索 实践,力求突破。中国在芯片研发领域的 4 个技术关卡分别为光刻机、电子设计自动化(EDA)软件、晶圆和指令集。由此可见,开源 RISC-V 指令集架构对我国在芯片指令集方面技术破围意义重大。我国有望通过 RISC-V 摆脱国外的指令集垄断,打破技术封锁。
RISC-V 自诞生以来取得了突飞猛进的发展,随着物联网、5G 通信、人工智能等技术的兴起,物联网和嵌入式设备成为 RISC-V 最先落地的领域和最大的应用市场。各国研究机构及企业纷纷加入研究和开发行列,RISC-V 不仅打破了现有指令集架构环境下英国 ARM 公司和美国Intel公司的两强垄断格局,而且建立了一个开放的生态及框架来推动全球合作和创新。
主要国家战略举措及特点
美国强调 RISC-V 指令集在智能装备芯片领域的战略应用。2017 年 6 月,美国国防高级研究计划局(DARPA)启动“电子复兴计划”(Electronics Resurgence Initiative),该计划旨在解决半导体制程瓶颈以应对半导体产业快速发展的挑战。“电子复兴计划”连续多年对 RISC-V 指令集的研究和产业化应用给予专项支持。其中,实现更快速集成电路项目、Posh 开源硬件项目和电子资产的智能设计项目明确指明需要基于 RISC-V 指令集进行开发。2021 年 3 月,SciFive 公司与 DARPA 达成开放许可协议授权,SciFive 加入“DARPA 工具箱计划”(DARPA Toolbox Initiative)为 DARPA 项目参与者提供基于 RISC-V 的32 位和 64 位内核访问,以支持 DARPA 项目中应用程序和嵌入式应用的研发。
欧盟注重 RISC-V 与高性能计算的结合。2018 年 12 月,欧盟推出“欧洲处理器计划”(European Processor Initiative),拟开发面向欧洲市场的自主可控低功耗微处理器,降低欧洲超级计算行业对外国 科技 公司的依赖。其中,“欧洲处理器加速”(European Processor Accelerator)项目作为该计划的重要组成部分,其核心是采用免费和开源的 RISC-V 指令集架构,用于在欧洲境内开发和生产高性能芯片。2021 年 9 月,该项目的最新成果是交付了 143 个欧洲处理器加速芯片样本,这些加速芯片专为高性能计算(HPC)应用程序设计。此外,2021 年 1 月开始的 Euro HPC eProcessor 项目旨在基于 RISC-V 指令集体系架构构建一个完全开源的欧洲全堆栈生态系统以适用于 HPC 和嵌入式应用。
印度将 RISC-V 指令集定位为国家事实指令集。2011 年,印度开始实施处理器战略计划,每年资助 2—3 个处理器研究项目。该计划下的 SHAKTI 处理器项目旨在开发第一个印度本土的工业级处理器;其目标是研制 6 款基于 RISC-V 指令集的开源处理器核,其中涵盖了 32 位单核微控制器、64 核 64 位高性能处理器和安全处理器等。2016 年 1 月,印度电子信息技术部资助 4 500 万美元研制一款基于 RISC-V 指令集的 2 GHz 四核处理器。2017 年,印度政府表示将大力资助基于 RISC-V 的处理器项目,使 RISC-V 成为印度的国家事实指令集。2020 年 8 月,印度政府在全国发起“微处理器挑战”(Microprocessor Challenge)项目,以推动 RISC-V 微处理器的自主研发,提高国家的半导体设计和制造能力。
以色列、巴基斯坦、俄罗斯寻求多元化指令集架构共同发展。2017 年,以色列国家创新局成立 GenPro 工作组,旨在开发基于 RISC-V 的快速、高效且独立的处理平台。2019 年,巴基斯坦政府宣布将 RISC-V 列为国家级“首选架构”(preferred architecture)。2021 年,俄罗斯公布了一项以 RISC-V 部件为中心的国家数字化计划,该计划基于俄罗斯自研 Elbrus 芯片进行 RISC-V 部件扩展研究。
中国试图通过 RISC-V 打破芯片领域技术封锁。2021 年,在《中华人民共和国国民经济和 社会 发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》中,我国首次明确将“开源”列入五年发展规划;“十四五”期间,将支持数字技术开源社区等创新联合体发展,完善开源知识产权和法律体系,鼓励企业开放软件源代码、硬件设计和应用服务。同时,各级政府也积极布局 RISC-V 架构芯片。2018 年 7 月,上海市经济和信息化委员会发布的《上海市经济信息化委关于开展 2018 年度第二批上海市软件和集成电路产业发展专项资金(集成电路和电子信息制造领域)项目申报工作的通知》将 RISC-V 相关产业列入政府产业扶持对象,而从事 RISC-V 架构相关设计和开发的公司将获得政策倾斜。2020 年 2 月,广东省人民政府办公厅印发的《加快半导体及集成电路产业发展若干意见的通知》中明确将 RISC-V 芯片设计列入广东省重点发展方向。2021 年 11 月,北京市委市政府印发《北京市“十四五”时期国际 科技 创新中心建设规划》,明确指出要研发基于 RISC-V 的区块链专用加速芯片,进一步提高芯片集成度,提高大规模区块链算法性能。
我国 RISC-V 架构芯片领域的重要研究方向态势与热点
学术界和产业界日益重视 RISC-V 的安全体系结构设计及验证。处理器安全对设备隐私信息的保护至关重要;设计 RISC-V 安全处理器及安全验证是 RISC-V 领域乃至体系结构领域的研究热点。特权模式和物理内存保护是安全嵌入式处理器的必备特性,RISC-V 指令集架构也采用特权模式来保障处理器的安全;同时,该架构提供了物理内存保护单元(PMP)实现内存访问控制以保证内存安全。其中,北京信息 科技 大学和清华大学微电子学研究所焦芃源等以一款 32 位 RISC-V 安全处理器为研究对象,通过异常处理程序对处理器状态、异常信息进行观测,提出了一套 RISC-V 特权模式和物理内存保护功能的测试方案;天津大学微电子学院刘强等设计了一种抗功耗分析攻击的 RISC-V 处理器的实现方法;上海交通大学并行与分布式系统研究所开发了基于 RISC-V 架构的全新可信执行环境“蓬莱”。同时,产业界许多公司以扩展硬件 IP 模块的方式推出安全解决方案,包括加密库、信任根、安全库等。
深耕物联网等新兴领域,特定领域专用 RISC-V 芯片蓬勃发展。当前,X86 和 ARM 两大指令集分别主宰了服务器+个人电脑(PC)和嵌入式移动设备;同时,物联网(IoT)、智联网(AIoT)等应用领域正在为 RISC-V 的发展提供新的机遇。RISC-V 架构能为物联网行业带来显著的灵活性和成本优势,同时也能推动异构计算系统的快速发展,因而能够适应智能物联网时代下的大容量万亿设备互联,场景丰富及碎片化和多样化需求。RISC-V 在加速和专用处理器领域,主要应用包括航天器的宇航芯片设计,面向物联网的智能芯片,面向安全的芯片,用作服务器上的主板管理控制器,以及图形处理器(GPU)和硬盘内部的控制器等。学术界,如中国科学院计算技术研究所(以下简称“计算所”)泛在计算团队,开展了基于 RISC-V 核心的轻量级神经网络处理器的研究, 探索 了 RISC-V 内核在物联网设备中的应用;上海市北斗导航与位置服务重点实验室则开展了基于 RISC-V 指令集的基带处理器扩展研究项目。而产业界则在控制领域与物联网领域涌现出大量的基于 RISC-V 的产品和应用案例。例如,阿里平头哥半导体有限公司的开源玄铁 RISC-V 系列处理器已应用于微控制器、工业控制、智能家电、智能电网、图像处理、人工智能、多媒体和 汽车 电子等领域。
寻求突破物联网生态, 探索 进入服务器、高性能处理器领域。目前,RISC-V 的研究及应用领域主要集中在以物联网为基础的工业控制、智能电网等多场景。但 RISC-V 因其本身低功耗、低成本特性,具备进入服务器、高性能领域的潜力。服务器定制化及 HPC 对加速和异构平台的需求增加,为 RISC-V 进入服务器和 HPC 领域提供了机会。计算所包云岗提出产业界可利用 AMD 公司的 Chiplet(小芯片)方式将中央处理器(CPU)、加速、输入/输出(I/O)放在不同晶圆上,其中 CPU 部分使用 RISC-V 架构,用 Chiplet 方式组成一个服务器芯片,以进入服务器市场。2021 年 6 月,计算所包云岗团队推出“香山”开源高性能 RISC-V 处理器核。它第一版架构代号“雁栖湖”,基于 28 nm 工艺流片。这标志着在计算所、鹏城实验室的技术支持下,国内发起的高性能 RISC-V 处理器开源项目正式诞生。
我国发展 RISC-Ⅴ 架构芯片的问题与建议
适当聚焦 RISC-V 架构,加快发展中国芯片产业体系。目前,国内处理器产业及科研领域所采用的指令集包罗万象,学术界和产业界基于 ARM、MIPS、PowerPC、SPARC、RISC-V、X86 等多种指令集进行了扩展。但多样化的指令集必然会分散基础软件开发力量,导致编译、 *** 作系统等基础软件开发者由于精力有限而无法兼顾多种指令集的优化,延缓自主生态的建设。近几年,随着 RISC-V 基金会从美国迁至瑞士,其治理架构发生重大变化,我国科研机构和企业在 RISC-V 基金会理事会高级别会员的比例显著提高。我国在 RISC-V 生态中的影响力日益增长,这为我国芯片产业的发展提供了新的机遇,以及开发新赛道的可能性。建议:我国在目前暂无成熟自主指令集架构的情况下,应抓住开源 RISC-V 架构兴起的机遇,调整芯片领域技术路线和产业政策,适当聚焦 RISC-V 架构,加快发展中国芯片产业体系。
促进 RISC-V 在处理器教育领域的应用,培育芯片设计人才。芯片领域的创新门槛高、投入大,严重阻碍了领域创新研究。芯片设计及制造的多个环节都需要巨额的资金与大量的人力投入。这种高门槛导致人才储备不足,因此如何能够降低芯片设计门槛成为亟待解决的问题。RISC-V 的开源性降低了创新投入门槛,发展开源芯片/硬件成为中国培育设计人才的新发展模式。2019 年 8 月,中国科学院大学启动了“一生一芯”计划,其目标是通过让本科生设计处理器芯片并完成流片,培养具有扎实理论与实践经验的处理器芯片设计人才。该计划是国内首次以流片为目标的教育计划,由 5 位 2016 级本科生主导完成一款 64 位 RISC-V 处理器 SoC 芯片设计并实现流片。事实上,学生是 RISC-V 整个生态建设中不可或缺的力量;包括上海 科技 大学在内的许多国内院校都在与企业一同培养人才,通过课程作业设计与企业研发相关联,将企业最新的技术及时引入课堂,充分发挥开源化的优势。建议:国家教育管理机构应当积极推进 RISC-V 产学相结合的发展模式,培育更多芯片设计人才。
(《中国科学院院刊》供稿)
1958年8月,Jack S Kilby在德州仪器发明了集成电路。1959年夏,仙童半导体公司(Fairchild Semiconductor)的罗伯特·诺伊斯发明了大批量生产集成电路的技术。然后,以CPU和内存为关键器件的集成电路产业在美国蓬勃发展,出现了Intel、AMD等很多优秀的芯片公司。尽管CPU和内存都是高集成度的芯片,但在以后的几十年中,CPU和内存走了两条不同的产业链发展道路。
CPU和OS存在绑定关系,后来者很难进入CPU制造领域
在PC时代,CPU一直由Intel、AMD、IBM等几家美国公司垄断,产业链没有发生转移。背后的原因是CPU具有指令集集(Intel等为指令集申请了专利),而指令集和OS有绑定关系,OS又和海量的应用软件有绑定关系。这种从应用软件源头,到CPU的一连串绑定关系,导致最底层的CPU很难被别人替换。也就是说,即使某国家有能力制造出和Intel相同性能和质量的CPU,但由于不能使用Intel的指令集,导致该CPU不能被现有OS调用,也就无法大规模商用。PC时代的WinTel联盟,就是Microsoft和Intel把Windows和x86 CPU进行绑定,阻碍竞争对手进入 *** 作系统和CPU领域。
直到进入智能手机时代,Windows和x86 CPU在功耗、易用性等方面无法满足手机要求,让Apple、Google、ARM抓住了机会,发展出iOS+ARM CPU和Andriod+ARM CPU的新的产业链。
内存和OS不存在绑定关系,后来者容易进入内存制造领域
60~70年代,美国厂商是内存的主要竞争者(Intel、德州仪器、Mostek、Micron等)。80年代,日本采用更高的制造工艺和质量控制,获得竞争优势,成了主要玩家,同时韩国和欧洲厂商也占有部分市场。90年代,日美贸易摩擦导致日本厂商失去竞争力,韩国厂商成为主要玩家。2000年后,美、日、韩、欧洲的多个厂商一直处于混战,内存价格受供求关系的变化,很难控制盈亏,不利于上市的公司年度财务报表。有些公司退出市场,有些被兼并。到2010年代末,主要厂商剩下三星、海力士、美光,这时,中国厂商开始进入该市场。
内存的产业链一直没有出现垄断,主要原因是内存只是一个芯片,没有类似CPU的指令集和 *** 作系统间存在绑定关系。因此新进入者只要有财力、有制造工艺、有市场空间,就可以制造内存销售。
展望未来:情况在变化,CPU的进入门槛在降低
最终用户关注的是应用,而不是OS和CPU。如果应用软件能和OS解耦,或者降低应用程序在不同OS间移植的代价,就打破“”OS+CPU“捆绑垄断。下面一些情况的变化,将导致CPU制造门槛降低:
1,PC客户端的应用逐步Web化。大量应用基于浏览器运行,而浏览器可以在不同OS是运行。这就解除了应用软件和OS间的绑定关系。
2,微信、阿里、百度等平台开始支持小程序。如果大量应用作为小程序,直接在微信等平台上运行,就能打破应用软件被“OS+CPU”绑定的格局。
3,Apple、Google等提供门槛更低的集成开发环境,使得应用软件开发者基于某OS平台开发的软件,能非常容易移植到其他OS平台。这也是打破原有的”OS+CPU“捆绑垄断的路径。
4,虚拟化和云化技术的发展,使得CPU指令集能被虚拟层系统屏蔽掉,上层的应用软件不依赖于CPU型号和指令集。
5,物联网时代将出现海量的终端,而这些终端对CPU、OS的要求不同于PC和手机。这又是一次改变CPU产业链格局的机会。
频谱芯片是指用于射频接收和发射的集成电路芯片,其应用范围广泛,包括通信、无线电广播、雷达、卫星通信等领域。以下是一些频谱芯片上市公司的例子:1高通(Qualcomm):全球领先的无线通信技术供应商,提供各种高性能频谱芯片。
2英特尔(Intel):全球最大的半导体芯片制造商之一,提供高性能的无线通信芯片。
3博通(Broadcom):全球领先的半导体芯片制造商,提供各种射频芯片和无线通信解决方案。
4德州仪器(Texas Instruments):全球领先的半导体芯片制造商,提供射频和无线通信芯片。
5瑞萨电子(Renesas Electronics):全球领先的半导体芯片制造商,提供各种高性能频谱芯片。
6恩智浦(NXP Semiconductors):全球领先的半导体芯片制造商,提供射频和无线通信芯片。
7西门子(Siemens):全球领先的电子技术公司,提供各种射频芯片和通信解决方案。
8华为(Huawei):全球领先的通信技术供应商,提供各种高性能频谱芯片。
9中兴通讯(ZTE):全球领先的通信技术供应商,提供各种射频芯片和无线通信解决方案。
10山特维克(Skyworks Solutions):全球领先的射频半导体芯片制造商,提供高性能的无线通信芯片。
以上只是一些频谱芯片上市公司的例子,还有许多其他公司也在这个领域中拥有一定的市场份额。
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