در طول ده سال گذشته، نرم افزار منبع باز تبدیل شده است به عنوان بهترین کاتالیزور در زمینه تکنولوژی. امروز قدرت منبع منبع توسعه آزاد را به ارمغان آورده است، و جامعه نتیجه نیز در دنیای سخت افزاری پایه ریزی شده است. به همین علت، RISC-V محبوبیت زیادی به دست آورده است. این مقاله معماری دستورالعمل RISC-V (ISA) و نحوه بازنویسی قوانین محیط زیست پردازنده در اینترنت اشیاء (IoT) را معرفی می کند.
RISC-V چیست؟
RISC-V معماری مجموعه ای از دستورالعمل ها است که در ابتدا توسط گروه علوم رایانه در دانشگاه کالیفرنیا برکلی توسعه یافته است، که اساسا بر اساس محاسبات کم حجم دستورالعمل کم حجم (RISC) است. ، درست مانند ARM، MIPS و سایر معماریهای پردازنده تجاری.
RISC-V در سال 2010 شروع به کار کرد و در حال حاضر به یک برنامه بزرگ همکاری جهانی متشکل از چندین دانشگاه و صنایع تبدیل شده است. بنیاد غیر انتفاعی RISC-V هماهنگی را فراهم کرد. این نه تنها مشخصات ISA تحت عنوان را هدایت می کند، بلکه همچنین به عنوان موتور بازار برای ارتقاء رویکرد RISC-V عمل می کند.
آنچه که باید مشخص شود، معماری مجموعه دستورالعمل RISC-V است. همانطور که از نام آن نشان می شود، این معماری یک مشخصه معماری است، نه یک طراحی پردازنده خاص. از مجموعه معماری مجموعه دستورالعمل های منبع باز، بسیاری از تیم های علمی و صنعتی بسیاری یک پردازشگر متفاوت، اما اساسا همه با استفاده از یک زبان مشابه است. نگاه سریع به وب سایت RISC-V Foundation، می توانید ببینید که بسیاری از پیاده سازی پردازنده ها در بالا نشان داده شده است، از منبع باز کامل موشک، اورکا و PULPino طراحی پردازنده، به شرکت هایی که هسته پردازنده های تجاری مانند SiFive، Codasip، Andes و Cortus را تولید می کنند.
این پردازنده های معاصر دارای طیف گسترده ای از پیاده سازی هستند. از پردازنده های IOT ساده به پردازنده های کاربردی که لینوکس را اجرا می کنند، همه براساس مجموعه ای از دستورالعمل ها هستند، که منعکس کننده مزیت های کلیدی RISC-V بیش از ISA های تجاری بسته است. تنوع و آزادی انتخاب و توانایی جایگزینی فروشندگان پردازنده بدون رنج از درد مجدد معماری.
رایگان، پس باید خطر باشد؟
در این نقطه، عاقلانه است به بررسی وضعیت واقعی، عوامل پردازنده از انتخاب برای دیدن تاثیر طراحی محصول جدید است. همانطور که با بسیاری تصمیم گیری های طراحی، به عنوان آن شامل بسیاری از عوامل فنی و تجاری، که برخی از آنها در یک هدف ثابت است، در حالی که دیگران در سخت بر جنبه های قابل سنجش.
شاخص های فنی بدیهی: یک پردازنده از جمله اینکه آیا آنها اسب بخار به اندازه کافی برای حمایت از محصولات مقیاس پذیری پس از آن مسابقات بسته قدرت در دیدار سطح ایمنی مورد نیاز است دوستانه و آشنا نمی محیط توسعه نرم افزار / اشکال زدایی ؟؟؟؟ قبل از؟ کاربران می توانند از کتابخانه کد به ارث می برند، و غیره. معیارهای تجاری باید هزینه در نظر بگیرید، به عنوان مثال، در منطقه (از جمله تعداد دروازه و اندازه حافظه)، حق امتیاز و هزینه مجوز در سراسر. آن را نیز باید عوامل در نظر حوزه کسب و کار دیگر، از جمله گزینه قفل، تضمین و جبران خسارت، تعهدات گزارش کسب و کار، حق مشروع برای تغییر و به همین ترتیب.
گرفتن همه این عوامل، که طراحان تمایل به اتخاذ یک گزینه «امن»، معمولا یک پردازنده تجاری اختصاصی، و اغلب به سری گره خورده قبلا استفاده می شود. با این حال، دیدگاه سیاست ایستاده، برای بسیاری از شرکت محدودیت های افزایش را انتخاب کنید اما قدرتمند ارائه دهندگان پردازنده تجاری IP مضطرب. مردم تمایل به آزادی و تجاری تر برای شکستن بسته مجموعه دستورالعمل قفل است، که نه تنها از نظر صدور مجوز و کپی رایت حق امتیاز قابل توجه است، بلکه منجر به افتراق از.
این تقاضا باعث می شود قایقرانی RISC-V. RISC-V منبع باز معماری مجموعه دستورالعمل برای شرکت تراشه به ارائه یک گزینه واقع بینانه، فراتر از گزینه عادی تجاری، جلوگیری از گرفتن استراتژی ریسک بیش از حد، فقط به عنوان لینوکس، FreeRTOS و بسیاری دیگر از باز منبع زمان واقعی سیستم عامل (RTOS) امروز جایگزین بی چون و چرای به سیستم عامل های تجاری (سیستم عامل). بر روی یک پردازنده تعبیه شده کوچک به خصوص در این دستگاه ها همه چیز مصرف کننده استفاده می شود، این گزینه بسیار واقعی است. بسیاری از شناخته شده A (درجه 1) شرکت، از جمله وسترن دیجیتال (WD) و Huida (NVIDIA)، این شرکت به عموم نیت خود را اعلام کرد، حتی راه اندازی آغاز تولید در مقیاس بزرگ. علاوه بر این، شرکت های بیشتری در حال بررسی RISC -V، برخی از طراحی پیشرفته حتی مخفیانه شروع شده است.
به عنوان مثال CEVA RivieraWaves طرح های تولید شده Wi-Fi و بلوتوث IP. RISC-V را در جذب بالقوه این فن آوری های ارتباطی نیاز به یک پردازنده کوچک به انجام پروتکل پشته، هدف این است که ایجاد یک پلت فرم قبل از ادغام مرجع، اجازه می دهد تا مشتریان از آزادی انتخاب پردازنده. از آنجا که معماری IP طراحی شده برای دیدار با عملیات فوق العاده کم قدرت، حتی برای پیکربندی پیشرفته شبکه های بی سیم (Wi-Fi را) برای تقاضا پردازنده اسب بخار نیز بسیار خفیف است.
به طور خلاصه، ما نیاز به تعداد کمی از دروازه های منطقی، بهره وری انرژی بالا، یک پردازنده بالغ و یک محیط تجارتی آشنا داریم که می تواند منجر به کد فشرده ای شود که موجب صرفه جویی در تراشه می شود. طراحی پردازنده باید آسان باشد ( اجرای کامل سرعت در FPGA ها و ASIC ها / ASSP ها، بلکه باید یک چارچوب قانونی داشته باشد که با خدمات مجاز IP ما سازگار باشد.
به عنوان مثال، CEVA RISC-V تعداد هسته های پردازنده 20K دروازه انتخاب شده، برای رسیدن به 2.44 Coremark / مگاهرتز این نتایج خوب، و الزامات به طور کامل سازگار و سخت افزار. خواص کد مرجع و آزمون شدت نتایج در داخل صفحه نمایش، آن است رسیده است و بهترین در سطح قابل توجهی پردازنده. به همان اندازه مهم است تجربه ما نشان می دهد که یک سیستم کامل منتقل شده به RISC-V تلاش بسیار کمی مورد نیاز است.
پلت فرم Wi-Fi را پیچیده تر، به عنوان مثال، به جای یک پردازنده تجاری با پردازنده های جاسازی شده RISC-V، فقط صرف یک هفته برای تکمیل ادغام، شبیه سازی و ایجاد یک باینری FPGA جدید، برای رسیدن به کامل RivieraWaves از Wi-Fi پلت فرم ها. علاوه بر این، توافق نامه های موجود برای سالهای زیادی ساخته شده است به منظور توسعه و گسترش نرم افزار در بسیاری از مختلف پردازنده تجاری در دسترس، در ظرف دو هفته قادر به مهاجرت به سیستم عامل های RISC-V، از جمله پورت، تست خواهد بود و تایید در سطح سیستم. این تعجب آور نیست، به لطف آشنا شورای همکاری خلیج فارس گنو / GDB و LLVM کامپایلر / محیط زیست دیباگر.
به طور کلی، این پروژه یک موفقیت قابل توجه است، RISC-V واقعا تعهد خود را انجام.