1. Концепция

(1) ЦП (центральный процессор) процессор

ЦП , полное название центрального процессора , именуемого процессором .
вставьте сюда описание изображения

ARM (Advanced RISC Machines) — компания, занимающаяся разработкой процессоров и программным обеспечением, родившаяся в Великобритании. Ее штаб-квартира находится в Кембридже, Великобритания. Ее основной бизнес — разработка процессоров на базе ARM и предоставление вспомогательного программного обеспечения, связанного с процессорами ARM. IP, физический IP, GPU, видео и дисплей.
Компания Intel, основанная в 1968 году, является мировым лидером в области полупроводниковой промышленности и компьютерных инноваций. Сегодня Intel превращается в компанию, ориентированную на данные. Вместе со своими партнерами Intel будет продвигать инновации и прорывы в приложениях в преобразующих технологиях, таких как искусственный интеллект, 5G и интеллектуальные периферийные устройства, и создавать интеллектуальный и взаимосвязанный мир.

(2) сумма ядер процессора

Строго говоря, « ядро процессора » и « ядро » относятся к основной части процессора, которая является реальным ядром процессора; в то время как «процессор» и «ЦП» часто представляют собой полный Soc, включая ядро процессора и другие устройства или память. .

(3) Набор инструкций

Набор инструкций представляет собой набор группы инструкций, а инструкция относится к наименьшей единице операции процессора (например, операции сложения, вычитания, умножения и деления или чтения/записи данных памяти).

(4) Архитектура набора инструкций (Instruction Set Architecture, ISA)

Архитектура набора команд , которую иногда называют просто « архитектурой » или « архитектурой процессора ».

Архитектура набора инструкций в основном делится на сложный набор инструкций (Complex Instruction Set Computer, CISC) и сокращенный набор инструкций (Reduced Instruction Set Computer, RISC). Основные различия между ними заключаются в следующем:

CISC не только содержит инструкции, обычно используемые процессорами, но также включает множество специальных инструкций, которые обычно не используются. Количество инструкций относительно велико, поэтому его называют сложным набором инструкций.

RISC содержит только те инструкции, которые обычно используются процессором, а для операций, которые обычно не используются, тот же эффект достигается за счет выполнения нескольких часто используемых инструкций. Из-за относительно небольшого количества инструкций он называется сокращенным набором инструкций.

(5) Микроархитектура (микроархитектура)

Благодаря архитектуре набора команд можно использовать различные аппаратные реализации процессора для разработки процессоров с различной производительностью. Конкретная аппаратная реализация процессора называется микроархитектурой (Microarchitecture).
вставьте сюда описание изображения

2、Введение в RISC-V

(1) Рождение RISC-V

Архитектура RISC-V была в основном изобретена в 2010 году такими разработчиками, как профессор Крсте Асанович, Эндрю Уотерман и Юнсуп Ли из Калифорнийского университета в Беркли (сокращенно Беркли), и получила мощную поддержку со стороны Дэвида Паттерсона, мастера в области компьютерная архитектура. Причина, по которой разработчики Беркли изобретают новую архитектуру набора команд вместо использования зрелой архитектуры x86 или ARM, заключается в том, что эти архитектуры стали чрезвычайно сложными и избыточными после многих лет разработки, и существуют большие проблемы с патентами и лицензированием архитектуры, а исходный код x86 получить нельзя, а другие архитектуры с открытым исходным кодом имеют более или менее проблемы. Профессора и исследователи из Беркли решили изобрести новую, простую, открытую и свободную архитектуру набора инструкций, так родилась архитектура RISC-V.

RISC-V, произносится как « риск-пять » на английском языке, представляет собой совершенно новую архитектуру набора команд. «V» имеет два значения: во-первых, это архитектура набора инструкций пятого поколения, разработанная Беркли, начиная с RISC I , а во-вторых, что она представляет вариации и векторы.

После нескольких лет разработки Беркли разработал полную цепочку программных инструментов и несколько экземпляров процессора с открытым исходным кодом для архитектуры RISC-V, которая привлекает все больше и больше внимания. В 2016 году был официально создан и начал свою деятельность Фонд RISC-V (Фонд). RISC-V Foundation — это некоммерческая организация, ответственная за поддержку стандартного руководства по набору инструкций RISC-V и документации по архитектуре, а также за содействие развитию архитектуры RISC-V.

(2) Обзор функций

вставьте сюда описание изображения

3. Колибри E200

(1) Примечательные особенности

Серия Hummingbird E200 — это процессор RISC-V с открытым исходным кодом. Серия Hummingbird E200 разработана командой R&D в материковом Китае, пользователи могут легко общаться и поддерживать с разработчиками. Род-Айленд

Группа исследований и разработок процессоров Hummingbird E200 имеет многолетний опыт разработки процессоров в компаниях мирового уровня.Они используют надежный синтаксис Verilog 2001 для написания синтезируемых RTL-кодов и разрабатывают в соответствии со стандартами промышленного уровня.

Код Hummingbird E200 написан вручную, с богатыми комментариями и хорошей читабельностью, что очень легко понять.

Hummingbird E200 создан специально для сферы Интернета вещей.Он имеет 2-ступенчатую глубину конвейера, показатели энергопотребления и производительности лучше, чем у текущих основных коммерческих процессоров серии ARM Cortex-M, он бесплатный и с открытым исходным кодом. замените процессор ARM Cortex-M в области IoT.

Fengwu E200 не только обеспечивает реализацию ядра процессора, но также предоставляет полную поддержку Soc, подробные этапы создания прототипа платформы FPGA и подробные примеры запуска программного обеспечения. Пользователи могут выполнить шаги, чтобы воспроизвести всю систему Soc и легко применить процессорное ядро E200 к конкретным продуктам.

Hummingbird E200 не только обеспечивает реализацию ядра процессора, реализацию SoC, платформу FPGA и примеры программного обеспечения, но также реализует полное решение для отладки и имеет полную функцию интерактивной отладки GDB. Hummingbird E200 — это комплексное решение от аппаратного до программного, от модуля до Soc, от эксплуатации до отладки.

Серия Hummingbird E200 содержит множество документов и примеров, а в этой книге также проводится полный анализ ее исходного кода.

(2) Характеристики ядра процессора Hummingbird серии E200 следующие:

Ядро процессора серии E200 имеет двухступенчатую конвейерную структуру и разработано с использованием первоклассной процессорной архитектуры. Энергопотребление и площадь ядра ЦП превосходят показатели ядра ARM Cortex-M того же уровня, обеспечивая самый высокий коэффициент энергоэффективности и самую низкую стоимость в отрасли.

Ядро процессора серии E200 может выполнять набор инструкций Yang SC-V, поддерживать конфигурационную комбинацию подмножеств инструкций, таких как RV321/E/A/M/C/FID, и поддерживать машинный режим (только машинный режим).

Ядра процессоров серии E200 обеспечивают стандартный интерфейс отладки JTAG и зрелые инструменты отладки программного обеспечения.

Процессорные ядра серии E200 обеспечивают зрелую цепочку инструментов для компиляции GCC.

Ядро процессора серии E200, соответствующее SoC, обеспечивает тесно интегрированные системные IP-модули, включая контроллер прерываний, таймер, UART, QSPI и PWM и т. д., готовую к использованию (Ready-to-Use) платформу SoC и прототип системы FPGA.