全球首个RISC-V OoO CPU面世,RISC-V魅力何在?

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2019年10月31日,SiFive公布了IP产品的一个里程碑,因为他们展示了其有史以来第一个乱序的CPU微体系结构,并承诺在现有RISC-V内核上实现显着的性能飞跃,并提供与Arm产品相比具有竞争力的PPA指标。

说起SiFive这个公司,其实很有意思。SiFive中国是在去年8月份成立的,与其他跨国企业的做法不一样的是,SiFive中国是一个独立公司,在中国独立运营,并非SiFive的子公司。它有自己的董事会,有自己的管理团队,未来它可以独立接受投资,也包括来自中国的投资。但同时也跟SiFive有关系,如提供IP还有其他方面的技术。

SiFive于2017年发布了U54系列,这是该公司第一个能够运行完整 *** 作系统(例如Linux)的成熟CPU IP。

讲回正题,全球首个RISC-V处理器CPU,到底是一个什么东西?为什么RISC-V架构如此受追捧?

全新的RISC-V OoO CPU:U8面世

到目前为止,如果我们想基于新的ISA设计新的CPU,则首先要从小处着手,然后进行迭代,然后继续为设计增加更多的复杂性,这相对来说还不足为奇。SiFive的U5和U7系列相对来说CPU微体系结构较为简单。与Arm的低端和微控制器内核相比,它们能提供一些非常具有成本效益的选择和替代方案,但实际上并不能满足需要更高性能的更复杂工作负载的任务。

但新的U8系列通过大幅改善新的微体系结构,其性能比U54和U74高出5到4倍,这是我们行业中极其罕见的性能提升。

SiFive针对U8系列的设计目标也非常简单:直接对标Arm Cortex-A72,U8系列的目标是在性能上不相上下,并且在只有对手一半面积的同时提供15倍的更高的电源效率。当然,拿A72来比,还是有点“欺负”老产品的意味,不过SiFive的PPA目标相对较高,这意味着U8应该比Arm的最新一代内核更具竞争力。

RISC-V魅力何在?

顾名思义,RISC-V是RISC的第五个版本。RISC,即“精简指令集计算机”,是图灵奖得主John L Hennessy和David A Patterson对行业的重大贡献,由加州大学伯克利分校于1980年发布。芯片指令集帮助计算机软件与底层硬件设备通信,是计算机的基本组成部分。

我们先看看全世界对RISC-V的态度:

全球第一大硬盘产商西部数据(Western Digital)将以每年10亿到20亿颗的预期来推动RISC-V,逐步完成全线产品迁移到RISC-V定制架构;

MicroSemi提供基于Risc-V+Linux+CNN加速的AI解决方案;

印度政府则大力资助基于RISC-V的处理器项目,使RISC-V成为了印度的事实国家指令集;

RISC-V基金会的会员已经增加到150多个,大学、科研院所和企业大量使用或评估基于RISC-V的应用,参与度之高,覆盖面之广,盛况空前;

指令集架构的生态链正在成长和完善,工具链、RTOS/Linux *** 作系统的移植等工作都取得关键突破。

无论模块化指令集“能屈能伸”,还是甩掉向后兼容 历史 包袱“无病一身轻”,再到40多条基本指令“大道至简”,且使用BSD License开源协议彻底开放,RISC-V的种种优势,宛如指令集纷繁万象中的一股春风。

早在去年,就有很多公司开始量产基于RISC-V的芯片,例如国内的嘉楠云智和华米等,他们做RISC-V芯片较早。行业人士当时也预计其他很多做RISC-V芯片的公司可能会在2019年或2020年正式推出基于RISC-V的芯片。

所以,兆易创新带来了GD32V系列开发板。

GD32V系列来袭

近期,业界领先的半导体供应商兆易创新正式推出全球首个基于RISC-V内核的GD32V系列32位通用MCU产品,提供完整工具链并持续打造RISC-V开发生态。

GD32VF103系列MCU采用了全新的基于开源指令集架构RISC-V的Bumblebee处理器内核,是兆易创新携手中国芯来 科技 面向物联网及其它超低功耗场景应用自主联合开发的一款商用RISC-V处理器内核。

GD32VF103系列RISC-V mCU提供了108MHz的运算主频,以及16KB到128KB的片上闪存和6KB到32KB的SRAM缓存, gFlash专利技术支持内核访问闪存高速雾等待。Bumblebee内核还内置了单周期硬件乘法器、硬件除法器和加速单元应对高级运算和数据处理的挑战。

GD32V系列新品全部符合工业级高可靠性和温度标准,并提供至少十年的持续供货保证。芯片的静电防护(ESD)防护水平在人体放电(HBM)模式可达5KV,器件放电模式(CDM)可达2KV,远高于行业安全标准,从而适用于复杂环境并让终端产品更可靠耐用。

全新的GD32VF103系列RISC-V MCU即刻上市。立创商城现已同步发售。

物联网 *** 作系统分为低资源MCU设备端和高资源CPU设备端;
低资源MCU设备端,由于硬件资源有限,一般都是用极低内核资源的 *** 作系统,如FreeRTOS,TinyOS,Lite OS,这类os,一般都是以C,C++进行编程,一般由资深的嵌入式工程师进行应用程序设计,难度较高。
还有一类是目前针对物联网应用开发而设计的低门槛的 *** 作系统,一般使用目前最流行的JAVA,JavaScript,LUA等高级语言编程的 *** 作系统; 使用JavaScript编程的目前有多种开源 *** 作系统,运营的比较好的是RUFF,目前有一款nodemcu使用LUA编程,JAVA因为移植难度比较大,目前只有钛极OS(TiJOS)可以实现在低资源MCU上进行编程。在淘宝上可以找到他们的开发套件,例程也比较详细和丰富。
高资源CPU设备端,资源大,可以实现复杂功能,一般都有大公司在拼,如谷歌的Brillo OS,微软的WIN10 IOT版本,uClinux,华为LiteOS等。

按照数据采集功能分的话,有条码采集的手持终端,RFID读取的手持终端,NFC识读手持终端,DPM手持终端,指纹识别手持终端等等。这要看你需要哪个方面的数据采集功能了。我们超市之前用的是东大集成的,主要用来盘点货物,扫条码。


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