Linux 获得了其首款基于 RISC-V 的多核开源处理器

by admin on 2020年2月9日

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7月份,RISC-V基金会宣布批准RISC-V基础指令集架构与特权架构规范,为RISC-V的可扩展性进一步奠定了基础。而近日,有开发者在此基础上开源了一份以F#实现的RISC-V正式ISA。

去年,硅谷创业公司 SiFive 发布了首款开源
SoC(片上系统 System on a Chip),命名为 Freeform Everywhere
310。现在,该公司从嵌入式系统领先一步,发布了 U54-MC Coreplex
IP,它是全球首款基于 RISC-V 的 64 位四核 CPU,支持 Linux
等全功能操作系统。

RISC-V 基础指令集架构是应用软件与硬件之间的接口,编码为此规范的软件将继续在
RISC-V 处理器上永久使用,即使架构通过开发新扩展而发展也不受影响。

RISC-V基础指令集架构是应用软件与硬件之间的接口,编码为此规范的软件将继续在RISC-V处理器上永久使用,即使架构通过开发新扩展而发展也不受影响。

传统的复杂指令集(CISC)架构和精简指令集(RISC)架构是当前 CPU
的两种架构。它们的区别在于不同的 CPU 设计理念和方法。而 RISC-V
是一个开源指令集,它是完全开放的、标准的、能够支持各种应用的新指令集。

官方表示 RISC-V 采用简单的固定基础 ISA
和模块化固定标准扩展设计,有助于防止碎片化,同时支持定制,RISC-V
生态已经在此前的各种实现上展示了很大程度的互操作性,而现在批准了基础架构规范,开发人员可以进一步放心,他们为
RISC-V 编写的软件将可以一直运行在所有类似的 RISC-V 核心上。

官方表示RISC-V采用简单的固定基础ISA和模块化固定标准扩展设计,有助于防止碎片化,同时支持定制,RISC-V生态已经在此前的各种实现上展示了很大程度的互操作性,而现在批准了基础架构规范,开发人员可以进一步放心,他们为RISC-V编写的软件将可以一直运行在所有类似的RISC-V核心上。

另一方面,RISC-V 架构是一个用于处理器的自由开源的
ISA,任何人都可以自由生产或实现。ISA 代表了 Instruction Set
Architecture(指令集架构),它告诉 CPU 需要做什么。

特权架构则用于在软件堆栈的不同组件之间提供保护,并且尝试执行当前权限模式不允许的操作将导致引发异常。RISC-V
特权架构涵盖了非特权 ISA 之外的 RISC-V
系统的所有方面,包括特权指令以及运行操作系统和连接外部设备所需的其它功能。每个权限级别都有一组核心的特权
ISA 扩展,带有可选的扩展和变体,包括机器 ISA、主管 ISA 和管理程序 ISA。

特权架构则用于在软件堆栈的不同组件之间提供保护,并且尝试执行当前权限模式不允许的操作将导致引发异常。RISC-V特权架构涵盖了非特权ISA之外的RISC-V系统的所有方面,包括特权指令以及运行操作系统和连接外部设备所需的其它功能。每个权限级别都有一组核心的特权ISA扩展,带有可选的扩展和变体,包括机器ISA、主管ISA和管理程序ISA。

再看现在最新的发展,U45-MC Coreplex 将 RISC-V 商业化并应用于 Linux
的处理应用。它有四个 U54 CPU 和一个 E51 CPU,每个都是以 1.5GHz
频率运行,U54 内核支持 RV64GC ISA,这将成为 RISC-V Linux 设备的标准
ISA。

此次开源的是 RISC-V 指令集架构的正式规范编码实现(可执行),以纯 F#
编写,根据介绍,项目使用极端基础的 F# 实现,这样可以使不了解 F#
且不打算学习 F# 的广大读者都可以阅读并使用该规范实现。

此次开源的是RISC-V指令集架构的正式规范编码实现,以纯F#编写,根据介绍,项目使用极端基础的F#澳门新葡亰网址下载,实现,这样可以使不了解F#且不打算学习F#的广大读者都可以阅读并使用该规范实现。

根据 EETimes 的数据,SiFive
以10万美元为客户提供 100 个原型SoC。在芯片发货之前,客户不需要向第三方
IP 提供任何费用。U54-MC Coreplex 还附带了一个丰富的演示软件
SDK。目前,Microsemi 和 Arduino 是 SiFive 公布的两家客户。

该实现还在演进中,目前的特性与状态如下:

该实现还在演进中,目前的特性与状态如下:

在2018年第一季度,U54-MC
将提供开发板。目前,它仍处于有限的“早期访问”阶段。查看 SiFive 网站了解更多信息。

支持以下特性

支持以下特性

参考:FOSSBYTES

  • 基础指令集:RV32I

基础指令集:RV32I

开发中的特性

开发中的特性

  • 虚拟内存方案 SV32、SV39 与 SV48

  • 基础指令集:RV64I

  • 标准扩展 M(整数乘/除)

  • 标准扩展 A(原子内存操作)

  • 标准扩展 C(精简的 16 位指令)

  • 标准扩展 F(单精度浮点数)

  • 标准扩展 D(双精度浮点数)

  • 特权级 M(Machine)

  • 特权级 U(User)

  • 特权级 S(Supervisor)

基础指令集:RV64I

可以将应用作为具有 CLI(命令行界面)支持的 F#
程序灵活地执行,该程序又执行 RISC-V ELF
二进制文件。这是一种顺序解释:一次一指令的顺序存储器模型。

•虚拟内存方案SV32、SV39与SV48

正在开发中的 RISC-V 测试:

可以将应用作为具有CLI支持的F#程序灵活地执行,该程序又执行RISC-V
ELF二进制文件。这是一种顺序解释:一次一指令的顺序存储器模型。

  • 基本指令流

  • rv32ui-p-*, rv64ui-p-*(基本指令集)

  • rv32um-p-*, rv64um-p-* (M 扩展)

  • rv32ua-p-*, rv64ua-p-* (A 扩展)

  • rv32uc-p-*, rv64uc-p-* (C 扩展)

正在开发中的RISC-V测试:

详情查看项目:

rv32ui-p-*, rv64ui-p-*

rv32um-p-*, rv64um-p-*

rv32ua-p-*, rv64ua-p-*

rv32uc-p-*, rv64uc-p-*

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