RISC-V是加州大学伯克利分校(University of California at Berkeley,以下简称UCB)设计并发布的一种开源指令集架构,其目标是成为指令集架构领域的Linux,应用覆盖IoT(Internet of Things)设备、桌面计算机、高性能计算机等众多领域。其产生是因为UCB的研究人员在研究指令集架构的过程中,发现当前指令集架构存在如下问题。

  • 绝大多数指令集架构都是受专利保护的,比如:x86、MIPS、Alpha,使用这些架构需要授权,限制了竞争的同时也扼制了创新。
  • 当前的指令集架构都比较复杂,不适合学术研究,而且很多复杂性是因为一些糟糕的设计或者背负历史包袱所带来的。
  • 当前的指令集架构都是针对某一领域的,比如:x86主要是面向服务器、ARM主要是面向移动终端,为此对应的指令集架构针对该领域做了大量的领域特定优化,缺乏一个统一的架构可以适用多个领域。
  • 商业的指令集架构容易受企业发展状况的影响,比如:Alpha架构就随着DEC公司的被收购而几近消失。
  • 当前已有的各种指令集架构不便于针对特定的应用进行自定义扩展。

为此,UCB的研究人员Krste Asanovic、Andrew Waterman、Yunsup Lee决定设计一种新的指令级架构,并决定以BSD授权的方式开源,希望借此可以有更多创新的处理器产生、有更多的处理器开源,并以此降低电子产品成本。

RISC-V自2014年正式发布以来,受到了包括谷歌、IBM、Oracle等在内的众多企业以及包括剑桥大学、苏黎世联邦理工大学、印度理工学院、中国科学院在内的众多知名学府与研究机构的关注和参与,围绕RISC-V的生态环境逐渐完善,并涌现了众多开源处理器及SoC采用RISC-V架构,这些处理器既有标量处理器,也有超标量处理器,既有单核处理器,也有多核处理器,本文接下来将简单介绍RISC-V架构的基本设计,随后将详细描述目前采用RISC-V架构的开源处理器与SoC。

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Date 2021-03-18
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