RISC-VオープンソースアーキテクチャがIoTプロセッサゲームルールを書き直す

RISC-Vオープンソース命令セットアーキテクチャは、消費者のIoTデバイスで使用される小さな組み込みプロセッサを含む過度の戦略的リスクを回避するために、一般的なビジネスオプションを超えたより実用的なオプションをチップ企業に提供します...

過去10年間で、オープンソースソフトウェアは技術分野で最高の触媒となりましたが、今日ではオープンソースの力が自由に発展し、その結果コミュニティもハードウェアの世界で足場を得ました。この記事では、RISC-V命令セット(ISA)アーキテクチャと、Internet of Things(IoT)時代のプロセッサーエコロジーのルールを書き直す方法を紹介します。

RISC-Vとは何ですか?

RISC-Vは、主に一般的なRISC(reduced instruction set computing)の原則に基づいて、カリフォルニア大学バークレー校のコンピュータサイエンス部門によって最初に開発されたオープン命令セットアーキテクチャです。 ARM、MIPS、その他の一般的な商用プロセッサアーキテクチャと同様です。

RISC-Vは2010年に成形を開始し、現在は複数の大学や業界にまたがる巨大なグローバルパートナーシップに成長しました。非営利のRISC-V財団は一貫性を提供します。基礎となるISA仕様を導くだけでなく、RISC-Vアプローチを促進するマーケティングエンジンの役割も果たします。

RISC-V命令セットアーキテクチャは、その名前が示すように、特定のプロセッサ設計ではなく、命令セットアーキテクチャ仕様であり、オープンソースの命令セットアーキテクチャから出発して、多くの学術および産業チームが多数のRISC-V Foundationのウェブサイトを簡単に見てみると、Rocket、Orca、PULPinoなどの完全なオープンソースから、多くのプロセッサ実装が上に示されていることがわかりますプロセッサ設計、SiFive、Codasip、Andes、Cortusなどの商用プロセッサコアを製造する企業

シンプルなIoTプロセッサーからLinuxを実行するアプリケーションプロセッサーまで、すべてが共通の命令セットに基づいており、RISC-Vの主な利点を商用ISAsに比べて反映しています。差別化と選択の自由、および製品の再アーキテクチャの苦痛を受けずにプロセッサベンダーを置き換える能力。

図1:RISC-Vには、最小の32ビット基本命令セットと、64ビット、128ビット演算をサポートするために拡張できる一連の命令セットおよびその他の拡張が含まれています。

無料ですので、リスクがあるはずですか?

現時点では、実際の状況を見て、新製品設計におけるプロセッサ選択に影響を及ぼす要因を調べることが賢明です。ほとんどの設計上の決定と同様に、多くの技術的および商業的要素があり、ハード・インジケータに基づくものもあれば、定量的な側面。

テクニカル指標は自明です:彼らは、スケーラビリティ、後続の製品をサポートするのに十分な馬力を持っているかどうかを含め、プロセッサは、電力パケットは、必要な安全レベルがフレンドリーで慣れていないソフトウェア開発/デバッグ環境を持って満たしていると一致する????前?ユーザーがコードライブラリを継承することができ、など。商用の基準はロイヤルティ及びライセンス料を通じて、(ゲート数やメモリサイズを含む)のコスト、例えば、面積を考慮しなければならない。それはまた、サプライヤーなどの要因、他の事業分野を、検討すべきです、その上の保証および補償、事業報告義務、修正するための正当な権利とをロックします。

これらのすべての要素を考慮すると、ほとんどの設計者は、通常は独自の商用プロセッサを使用して「安全な」オプションを採用する傾向にあり、以前に使用されたシリーズにバインドすることがよくあります。ますます制限されているが強力な商用プロセッサIPベンダーは、商業上の自由を失い、クローズド・インストラクション・セットのロックアウトを破ることに熱意を示している。これは、ライセンスと著作権のロイヤルティの意味だけでなく、相違にも役立つ。旋削。

RISC-Vオープンソース命令セットアーキテクチャは、チップ企業が一般的なビジネスオプションを超えて、Linux、FreeRTOSなどの過度の戦略的リスクを避けるための現実的な選択肢を提供します。ソースコード化されたリアルタイムOS(RTOS)は、今日の商用オペレーティングシステム(OS)の代わりになります。これは、コンシューマIoTデバイスで使用される小型エンベデッドプロセッサに特に当てはまります。 Western Digital(WD)やNvidiaなどの第1層企業は、自社の意向を公表し、大規模生産を開始したばかりでなく、さらに多くの企業がRISCを評価しています。 -V、それらのうちのいくつかは密かに高度なデザインを開始します。

図2:RISC-Vプロセッサのコア性能の比較

たとえば、CEVA RivieraWavesのWi-FiおよびBluetooth IP製品の設計は、RISC-Vの可能性に惹かれて、これらの通信テクノロジにはプロトコルスタッキングを実行するための小さなプロセッサが必要です。プロセッサーIPのアーキテクチャは、超低消費電力動作のために設計されているため、高度なワイヤレスネットワーク(Wi-Fi)構成であっても、プロセッサの馬力に対する要求も非常に穏やかです。

要するに、少数の論理ゲート、高いエネルギー効率、成熟したプロセッサ、およびチップ面積を節約するコンパクトなコードをもたらす可能性のある一般的な商用ソフトウェア開発環境が必要です。 FPGAおよびASIC / ASSP上でのフルスピードの実行)を提供するだけでなく、認定されたIPサービスと互換性のある規制フレームワークを持たなければなりません。

例えば、CEVA RISC-Vは、2.44のCoreMark /この良好な結果のメガヘルツ、及び完全に一致し、ハードウェアの要件を達成するために、プロセッサコア20Kゲートの数を選択し、表示内の参照符号および強度試験結果の特性は、それが達成されましたそしてクラスのプロセッサかなりのレベルで最高。同様に重要な私たちの経験はRISC-Vに移植され、完全なシステムは非常に少しの努力が必要なことを示しています。

より洗練されたのWi-Fiプラットフォームは、例えば、組込みRISC-Vプロセッサと商用プロセッサを交換するために、ちょうど完全に達成するために、統合、シミュレーションを完了し、新しいFPGAバイナリを作成するために、一週間の時間を過ごしますRivieraWavesのWi-Fiディスプレイプラットフォームが。加えて、2週間の時間に、多くの異なる市販のプロセッサ上でソフトウェアを開発し、展開する長年にわたって行われてきた既存の契約は移植を含むRISC-Vプラットフォームに移行することができます、テスト、およびシステム・レベルの検証。これは、おなじみのGNU GCC / GDBとLLVMコンパイラ/デバッガ環境のおかげで、驚くべきことではありません。

全体的に、このプロジェクトは大きな成功を収めている、RISC-Vは本当に、その約束を果たさ。

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