RISC~V,精简指令集芯片构架破 局者
risc-v的认识和理解
risc-v的认识和理解RISC-V是一种开源指令集架构（ISA），它的设计目标是简化和统一各种处理器架构，使得软件能够在不同架构的处理器上运行。
RISC-V的设计理念是基于精简指令集计算机（RISC）的原则，它采用了精简、模块化和可扩展的设计，使得处理器的实现更加简单和灵活。
RISC-V的设计源于加州大学伯克利分校的一个研究项目，该项目旨在解决现有指令集架构的不足之处。
传统的指令集架构往往由一家或少数几家公司独家拥有，这导致了缺乏创新和竞争，限制了处理器的发展。
而RISC-V的开源性质使得任何人都可以自由地使用、修改和分发该架构，这为处理器的研发和创新带来了更大的灵活性。
RISC-V的指令集包括基本指令集（RV32I、RV64I等）和扩展指令集（如乘法扩展、浮点运算扩展等），用户可以根据自己的需求选择合适的指令集。
这种模块化的设计使得处理器的实现更加简单，也使得RISC-V的生态系统更加丰富和灵活。
RISC-V的指令集架构具有以下特点：1. 简洁明了：RISC-V的指令集相对较小，但足够满足大部分应用需求。
这使得编译器和硬件设计变得更加简单，减少了开发和维护的复杂性。
2. 可扩展性：RISC-V的指令集可以根据需求进行扩展，支持不同的功能和特性。
这使得RISC-V可以适应不同应用场景的需求，从嵌入式系统到高性能计算。
3. 兼容性：RISC-V兼容现有的软件和工具链，这意味着现有的应用程序可以无缝地迁移到RISC-V平台上运行，而不需要修改代码。
4. 开放性：RISC-V是一个开放的指令集架构，任何人都可以参与到其设计和发展中来。
这为处理器的研发和创新提供了更广阔的平台，也促进了产业的竞争和进步。
RISC-V的开源性质使得它在学术界和工业界都得到了广泛的关注和应用。
越来越多的公司和组织开始使用和支持RISC-V，如英特尔、谷歌、华为等。
RISC-V的生态系统也在不断壮大，涵盖了处理器设计、嵌入式系统、操作系统、编译器等各个领域。
阿里巴巴平头哥 RISC-V 处理器架构和玄铁 CPU IP 介绍说明书
扫码注册平头哥OCC 官网观看各类视频及课程阿里云开发者“藏经阁”海量电子手册免费下载平头哥芯片开放社区交流群扫码关注获取更多信息平头哥RISC-V 系列课程培训扫码登录在线学习目录RISC-V处理器架构 (5)1.RISC-V架构起源 (5)2.RISC-V架构发展 (5)3.RISC-V架构与X86、ARM在商业模式上的区别 (6)4.RISC-V架构现状和未来 (7)5.RISC-V处理器课程学习 (9)平头哥玄铁CPU IP (10)1.概述 (10)2.面向低功耗领域CPU (10)3.面向中高端服务器CPU (16)4.面向高性能领域CPU (23)5.玄铁CPU课程学习 (26)无剑平台 (27)1.无剑100开源SoC平台 (27)2.无剑600SoC平台 (28)平头哥RISC-V工具链 (34)1.RISC-V工具链简介 (34)2.剑池CDK开发工具 (37)3.玄铁CPU调试系统 (44)4.HHB (51)5.剑池CDK开发工具课程学习 (54)平头哥玄铁CPU系统 (55)1.YoC (55)2.Linux (56)3.Android (62)RISC-V玄铁系列开发板实践 (67)1.基于玄铁C906处理器的D1Dock Pro开发实践 (67)2.基于玄铁E906处理器的RVB2601开发实践 (82)RISC-V应用领域开发示例 (100)1.基于D1Dock Pro应用开发示例 (100)2.基于RVB2601应用开发示例 (106)RISC-V未来探索 (116)1.平头哥开源RISC-V系统处理器 (116)2.平头哥对RISC-V基金会贡献 (117)3.高校合作 (117)RISC-V处理器架构1.RISC-V架构起源RISC-V架构是一种开源的指令集架构。
最早是由美国伯克利大学的Krest教授及其研究团队提出的，当时提出的初衷是为了计算机/电子类方向的学生做课程实践服务的。
聚焦开源RISC-V发展中国芯片产业
聚焦开源RISC-V发展中国芯片产业聚焦开源RISC-V发展中国芯片产业随着信息技术的迅猛发展，芯片已经成为各个领域中不可或缺的核心组成部分。
然而，长期以来，中国在芯片领域一直依赖进口，无法自主研发和生产具有自主知识产权的芯片产品，这对于整个国家的高科技产业和国家安全都构成了较大的威胁。
近年来，开源的RISC-V架构开始在中国快速发展，并被视为突破的方向之一，正在逐渐改变中国芯片产业发展的面貌。
RISC-V（Reduced Instruction Set Computer，简称RISC）是一种开源的指令集架构，由于其可扩展性、通用性和灵活性，被认为是构建自主芯片产业生态系统的理想选择。
RISC-V之所以备受关注，首先是因为它是开源的，任何企业和个人都可以在遵守开源协议的前提下使用和修改RISC-V的代码，这为创新提供了更大的空间。
其次，RISC-V的指令集非常简洁，易于学习和理解，这大大降低了芯片设计的门槛。
此外，RISC-V的架构可扩展性强，可以根据不同应用场景进行自由定制，更好地满足各行各业的需求。
在中国，RISC-V已经逐渐走出实验室，开始应用到各个领域。
在教育领域，越来越多的高校选择采用RISC-V架构来训练学生的芯片设计能力，培养更多的芯片人才。
在科研领域，RISC-V架构被广泛应用于各种研究项目中，加速了科学研究的进展。
在创业领域，越来越多的初创企业将RISC-V作为核心技术，通过研发自主芯片产品来实现商业化突破。
RISC-V的发展也得到了政府的支持和推动。
中国政府通过一系列政策和资金支持，鼓励企业和研究机构开展RISC-V相关的研究和商业化应用。
例如，国家自然科学基金委员会设立了特殊基金用于支持RISC-V相关研究项目，各级政府也纷纷出台相关政策，提供税收优惠和资金扶持等措施，以推动RISC-V产业的快速发展。
RISC-V的快速发展也带动了中国芯片产业的崛起。
传统上，芯片产业的核心技术和知识产权主要掌握在几家国外巨头手中，中国芯片企业很难自主研发和生产具有自主知识产权的芯片产品。
risc-v cpu设计总结报告
risc-v cpu设计总结报告RISC-V（Reduced Instruction Set Computer V）是一种开源指令集架构，其目标是通过简化指令集提高处理器性能和能效。
本文将总结RISC-V CPU设计的相关内容，包括设计原则、架构特点、实现方法以及优势。
首先，RISC-V的设计原则主要有以下几点：1. 简洁性：采用精简的指令集，并提供可选的扩展指令集，以满足不同应用的需求。
2. 可扩展性：通过定义多个标准扩展指令集，支持在基础指令集上进行功能扩展，以满足不同领域和应用的需求。
3. 易于实现：提供清晰明确的指令格式和编码规范，使得RISC-V CPU的设计和实现变得简单且高效。
4. 易于编译：提供标准的编译器前端，方便应用程序的开发和移植。
其次，RISC-V的架构特点主要体现在以下几个方面：1. 开放性：RISC-V是一种开放的指令集架构，任何人都可以访问和使用其指令集，从而促进了创新和合作。
2. 模块化：RISC-V指令集被分为基础指令集和可选扩展指令集，使其具备了较强的扩展性和灵活性。
3. 支持多核：RISC-V可以支持多核CPU的设计，通过标准的内存一致性模型来保证多核处理器的正确性和性能。
4. 虚拟化支持：RISC-V提供了对虚拟化的良好支持，使得可以在RISC-V CPU上运行虚拟化软件，提高系统资源利用率。
然后，RISC-V CPU的实现方法包括以下几个方面：1. 指令解码：根据RISC-V指令编码规范进行指令解码，将指令转换成处理器内部的控制信号。
2. 寄存器文件：RISC-V使用一组通用寄存器来存储和操作数据，因此需要设计寄存器文件用于寄存器的读写操作。
3. 流水线：RISC-V CPU通常采用流水线架构，将指令执行过程划分成多个阶段，以提高指令的吞吐量和并行性。
4. 内存访问：RISC-V支持多种内存访问方式，包括字节、半字、字等不同粒度的内存访问操作。
5. 异常处理：RISC-V提供了一套异常处理机制，用于处理指令执行过程中的异常情况，如除零错误、内存访问错误等。
RISC-VISA学习笔记（1）指令集介绍及基本指令集RV32Iv2.0
RISC-VISA学习笔记（1）指令集介绍及基本指令集RV32Iv2.0（⼀）RISC-V指令集介绍 RISC-V指令集是UC Berkley ⼤学设计的第五代开源 RISC ISA, V 也可以认为是允许变种(Variations)和向量(Vector)向量实现，数据的并⾏加速功能也是明确⽀持⽬标，是专⽤硬件发展的⼀个重要⽅向。
RISC ISA相对于成熟的指令集来说有开源、简捷、可扩展、和后发优势（没有历史包袱，可以绕过很多弯路，也不需要考虑兼容历史指令集）等。
指令集分为基本部分和扩展部分，基本部分的指令集所有硬件实现都必须有这⼀部分实现，⽽扩展部分则是可选的。
扩展部分⼜分为标准扩展和⾮标准扩展。
例如，乘除法、单双精度的浮点、原⼦操作就在标准扩展⼦集中。
“I” 基本整数集，其中包含整数的基本计算、Load/Store和控制流，所有的硬件实现都必须包含这⼀部分。
“M” 标准整数乘除法扩展集，增加了整数寄存器中的乘除法指令。
“A” 标准操作原⼦扩展集，增加对储存器的原⼦读、写、修改和处理器间的同步。
“F” 标准单精度浮点扩展集，增加了浮点寄存器、计算指令、L/S指令。
“D” 标准双精度扩展集，扩展双精度浮点寄存器，双精度计算指令、L/S指令。
I+M+F+A+D 被缩写为 “G” ，共同组成通⽤的标量指令。
在后续ISA的版本迭代过程中，RV32G和RV64G总是保持不变。
基本RISC-V ISA具有32位固定长度，并且需要32位地址对齐。
但是也⽀持变长扩展，要求指令长度为16位整数倍，16位地址对齐。
32位指令最低2位为“11”，⽽16位变长指令可以是“00、01、10”，48位指令低5位位全1，64位指令低6位全1。
任何长度的指令，如果所有位全0或全1，都认为是⾮法指令，前者跳⼊填满0的储存区域，后者通常意味着总线或储存器损坏。
另外，RISC-V默认⽤⼩端储存系统，但⾮标准变种中可以⽀持⼤端或者双端储存系统。
ARM与RISC-V：精简指令集兄弟之争
ARM与RISC-V：精简指令集兄弟之争作为嵌入式生态和移动端芯片的武林盟主，ARM公司自1990年成立以来，一直保持低调。
然而最近，ARM因为与RISC-V的纠纷让这家IP巨头成为焦点。
事情得从6月份说起，ARM在6月底建立了的网站，以“设计系统芯片之前需要考虑的五件事”为主题从成本、生态系统、碎片化风险、安全性和设计保证五个方面说明RISC-V 在这些方面的弊端。
7月9日，RISC-V也建立了 的网站，在ARM列出的五个问题上增加社区支持，“以设计系统芯片之前需要考虑的六件事”为主题对ARM进行了回应。
这一事件迅速成为各大科技论坛和社区的热门讨论内容，一时间，ARM与RISC-V，都被推上风口浪尖。
7月10日，也就是在RISC-V回应网站上线的第二天，ARM关闭了 的网站，并声明了原因：“我们最初建立网页的目的是列出围绕RISC-V商业化产品需要考虑的关键因素，旨在为激烈的行业辩论提供信息。
遗憾的是，结果与我们的初衷不同，这个页面与ARM的协作文化不一致，所以我们已经将其删除。
事实上，我们的许多员工也不喜欢这个网页，立即删除这个网页是因为我们绝不希望给人一种攻击开源的印象，因为我们也是许多不同开源社区的支持者。
”虽然ARM 关闭了网站，但业界有关ARM与RISC-V的讨论却没有减少。
ARM与RISC-V：精简指令集兄弟之争ARM与RISC-V一样同属于精简指令集。
ARM是RISC微处理器的代表作之一，在嵌入式系统设计中被广泛使用，其最大的特点是低功耗。
当下全球市场上大部分企业都是选择了基于ARM的芯片架构，可谓无处不在。
而RISC-V是2010年加州大学伯克利分校工程师开发的开源指令集架构，通过将核心指令集以及其他关键IP开源，能够很大程度上改变半导体的设计生态。
RISC-V由RISC-V 基金会管理，随着包括西部数据、Nvidia、谷歌等硅谷巨头加入RISC-V基金会，免费的、。
risc-v架构手册的第二卷
RISC-V架构手册的第二卷引言概述：RISC-V架构是一种开放的指令集架构，它的设计简洁高效，易于定制和扩展。
RISC-V架构手册的第二卷提供了对RISC-V 指令集的详细解释和说明。
本文将按照五个大点展开介绍，分别是：指令集概述、整数指令集、浮点指令集、特权指令集和扩展指令集。
1. 指令集概述1.1 RISC-V架构简介RISC-V架构是基于精简指令集计算机（RISC）原理设计的开源指令集架构。
它采用了简洁、规范和有效的指令集，支持从嵌入式设备到大型服务器的广泛应用。
1.2 RISC-V的优势RISC-V具有优势：RISC-V的指令集精简和标准化程度高，使得开发者可以轻松理解和编写RISC-V架构的程序。
RISC-V采用模块化的设计，支持可定制和扩展，能够满足不同应用领域的需求。
RISC-V 的指令集体系结构支持RV32I/64I/128I，具备较高的兼容性和可扩展性。
1.3 RISC-V的应用领域RISC-V广泛应用于各个领域，包括嵌入式系统、物联网设备、数据中心服务器和超级计算机等。
由于其开放的特点，RISC-V也受到了大量的学术界和产业界的关注，成为研究和创新的重要工具。
2. 整数指令集2.1 整数指令的类别RISC-V的整数指令集包含了加载存储指令、算术操作指令、逻辑操作指令和条件分支指令等。
加载存储指令用于数据的读写操作，算术操作指令支持加减乘除等基本算术运算，逻辑操作指令用于位操作和移位运算，条件分支指令用于根据条件选择下一条指令的执行路径。
2.2 整数指令的编码格式RISC-V的整数指令使用固定长度的指令编码格式。
指令由一条或多条长度为32位的二进制信息组成，其中包含操作码、寄存器编号和立即数等字段。
通过解析指令的编码格式，可以准确地执行相应的操作。
2.3 整数指令示例是一些常见的RISC-V整数指令示例：加载指令：用于将数据从内存加载到寄存器中。
存储指令：用于将数据从寄存器存储到内存中。
关于RISC-V的性能分析和介绍
关于RISC-V的性能分析和介绍RISC表示精简指令集（Reduced Instruction Set Computer，RISC）。
RISC-V只是伯克利发明的一种特定指令集架构（属于RISC类型）。
一、简单就是美——RISC-V架构的设计哲学RISC-V架构作为一种指令集架构，在介绍细节之前，让我们先了解设计的哲学。
所谓设计的“哲学”便是其推崇的一种策略，譬如说我们熟知的日本车的设计哲学是经济省油，美国车的设计哲学是霸气外漏等。
RISC-V架构的设计哲学是什么呢？是“大道至简”。
笔者最为推崇的一种设计原则便是：简单就是美，简单便意味着可靠。
无数的实际案例已经佐证了“简单即意味着可靠的”真理，反之越复杂的机器越则越容易出错。
所谓大道至简，在IC设计的实际工作中，笔者曾见过最简洁的设计实现安全可靠，也曾见过最繁复的设计长时间无法稳定收敛。
最简洁的设计往往是最可靠的，在大多数的项目实践中一次次的得到检验。
IC设计的工作性质非常特殊，其最终的产出是芯片，而一款芯片的设计和制造周期均很长，无法像软件代码那样轻易的升级和打补丁，每一次芯片的改版到交付都需要几个月的周期。
不仅如此，芯片的一次制造成本费用高昂，从几十万美金到百千万美金不等。
这些特性都决定了IC设计的试错成本极为高昂，因此能够有效的降低错误的发生就显得非常的重要。
现代的芯片设计规模越来越大，复杂度越来越高，并不是说要求设计者一味的逃避使用复杂的技术，而是应该将好钢用在刀刃上，将最复杂的设计用在最为关键的场景，在大多数有选择的情况下，尽量选择简洁的实现方案。
笔者在第一次阅读了RISC-V架构文档之时，不禁击节赞叹，拍案惊奇，因为RISC-V架构在其文档中不断地明确强调，其设计哲学是“大道至简”，力图通过架构的定义使得硬件的实现足够简单。
其简单就是美的哲学，可以从几个方面容易看出，后续小节将一一加以论述。
1.1 无病一身轻——架构的篇幅在处理器领域，目前主流的架构为x86与ARM架构，笔者曾经参与设计ARM架构的应用处理器，因此需要阅读ARM的架构文档，如果对其熟悉的读者应该了解其篇幅。
计算机体系结构的发展历程
计算机体系结构的发展历程计算机体系结构是指计算机硬件和软件之间的接口，它决定了计算机系统的组织方式和运行规则。
自计算机问世以来，计算机体系结构经历了多次重要的发展和演变，本文将从早期计算机到现代计算机体系结构的发展历程进行阐述。
一、早期计算机体系结构早期计算机体系结构是指第一台电子计算机诞生到20世纪60年代末的这一时期。
当时的计算机体系结构主要包括冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构。
1. 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构是由冯·诺依曼教授在20世纪40年代提出的，被公认为是现代计算机体系结构的基础。
它的特点是将程序指令和数据存储在同一个存储器中，并通过总线进行传输。
这一体系结构的突破性在于实现了程序可存储和程序控制的计算机，奠定了计算机体系结构的基本原则。
2. 哈佛体系结构哈佛体系结构是由哈佛大学研究者于20世纪40年代提出的，与冯·诺依曼体系结构相比，它的特点是将指令和数据存储在两个独立的存储器中。
这一体系结构的优点在于指令和数据可以并行存取，提高了计算机的性能。
然而，由于成本和技术限制，哈佛体系结构在早期并未得到广泛应用。
二、现代计算机体系结构随着计算机技术的飞速发展，现代计算机体系结构呈现出多样化和高度并行化的特点，主要包括精简指令集计算机（RISC）、复杂指令集计算机（CISC）、超标量计算机和多核计算机。
1. 精简指令集计算机（RISC）精简指令集计算机是20世纪80年代提出的一种计算机体系结构，其设计原则是简化指令集，提高指令执行的效率。
RISC体系结构采用固定长度的指令格式，指令集精简，执行速度较快，易于实现和扩展，广泛应用于个人计算机和嵌入式系统。
2. 复杂指令集计算机（CISC）复杂指令集计算机是20世纪70年代提出的一种计算机体系结构，其设计原则是提供丰富、复杂的指令集，以便于编写高级语言程序。
CISC体系结构的指令集较大，指令执行的步骤复杂，但可以实现高级语言的高级功能，方便程序员编写程序。
到底什么是RISC-V芯片
聊芯片前我们先聊聊什么是指令集？要想了解CPU，那不可避免的要了解指令集。
我们平常说的X86、ARM芯片，都是指的芯片的指令集架构。
指令集是软件和硬件之间的接口，简单来说指令集就是软件与硬件之间沟通的"翻译官"，是芯片产业中不可或缺的基础部分。
使用不同的指令集，代表着不同的CPU。
目前市面上的CPU分类主要分有两大阵营，一个是Intel、AMD为首的复杂指令集（CISC）CPU，另一个是以IBM、ARM、RISC-V为首的精简指令集（RISC）CPU。
不同品牌的CPU ，其产品的架构也不相同，例如，Intel 、AMD 的CPU 是X86架构的，而IBM 公司的CPU 是PowerPC 架构，ARM 公司是ARM 架构。
同时，不同的芯片厂商按照指令集的设计情况分为精简指令集和复杂指令集。
那么不同的指令集有啥不同的？不同的指令集决定着CPU 的处理方式。
从指令集角度来看，CPU 的效率主要通过两种思路来提升：要不通过降低每个程序所需的指令数来提升效率，要不通过降低每条指令所需的时间周期数来提升效率。
那么为啥我们不都用复杂指令集呢？一条命令就可以轻松完成一整套动作？因为，有一些时候，人们只想完成"和面"这一个步骤，我只想"和面"，那么在复杂指令集中则没有这个指令，你必须来一套这样的动作，这也导致复杂指令集的CPU在一些专用的领域的性能和能效下降。
所以不同指令集的的指令是不可以通用的，即使是相同阵营的指令集，每家的指令也是不同的。
例如英特尔可能用"111"表示做饭，AMD则可能用"666"表示买菜。
因此，CPU和指令集不同，导致相关产业生态不同。
▉ RISC-V的诞生聊完指令集，我们了解到，不同的架构反映了设计者对同一功能的不同实现思路。
在之前，X86、ARM芯片架构一直是用户采用最多的两种芯片架构。
但是X86被英特尔和AMD封闭使用、ARM要收取高昂的授权费用……因此，20世纪80年代初，加州大学伯克利分校的David Patterson、斯坦福大学的John L. Hennessy等学者开始尝试对传统的CISC进行精简，RISC便由此诞生，信息技术史上浩浩荡荡的CISC与RISC之争拉开帷幕。
趋势观察：RISC-Ⅴ架构芯片研究进展
资讯与观察Information & Observation趋势观察：RISC-Ⅴ架构芯片研究进展*RISC-V，即第五代精简指令集，是一种基于精简指令集计算机（RISC）原理的开源指令集架构（I S A），由美国加州大学伯克利分校研究团队于 2010 年设计。
相对于 X86 指令集的完全封闭及 ARM 指令集高昂的授权使用费，RISC-V 指令集通过支持自由开放的指令集体系架构及架构扩展以提供软件和硬件自由。
RISC-V 的主要优点为完全开源、架构简单、易于移植、模块化设计，以及具有完整的工具链。
处理器芯片是中国半导体产业的软肋，是中国半导体产业面临的“卡脖子”问题。
近年来，国内芯片领域学术界和产业界都在积极探索实践，力求突破。
中国在芯片研发领域的 4 个技术关卡分别为光刻机、电子设计自动化（EDA）软件、晶圆和指令集。
由此可见，开源 RISC-V 指令集架构对我国在芯片指令集方面技术破围意义重大。
我国有望通过 RISC-V 摆脱国外的指令集垄断，打破技术封锁。
RISC-V 自诞生以来取得了突飞猛进的发展，随着物联网、5G 通信、人工智能等技术的兴起，物联网和嵌入式设备成为 RISC-V 最先落地的领域和最大的应用市场。
各国研究机构及企业纷纷加入研究和开发行列，RISC-V 不仅打破了现有指令集架构环境下英国 ARM 公司和美国Intel公司的两强垄断格局，而且建立了一个开放的生态及框架来推动全球合作和创新。
1主要国家战略举措及特点开源技术作为全球科技产业发展的一大驱动力，在新兴领域倍受推崇，开源 RISC-V 指令集架构尤为受到关注。
目前，全球范围内已有部分国家根据自身需要布局卡位，支持 RISC-V 架构芯片研究及生态构建。
（1）美国强调 RISC-V 指令集在智能装备芯片领域的战略应用。
2017 年 6 月，美国国防高级研究计划局（DARPA）启动“电子复兴计划”（Electronics Resurgence Initiative），该计划旨在解决半导体制程瓶颈以应对半导体产业快速发展的挑战。
risc v指令
risc v指令摘要：1.RISC-V 指令集概述2.RISC-V 指令集的特点3.RISC-V 指令集的应用场景4.RISC-V 指令集的发展前景正文：1.RISC-V 指令集概述RISC-V（Reduced Instruction Set Computer-Fifth Generation，第五代精简指令集计算机）是一种基于精简指令集计算（RISC）原理的指令集架构（ISA）。
RISC-V 是由加州大学伯克利分校的Krste Asanovic 教授团队在2010 年发起并开源的一个项目，目的是为了提供一种可扩展、可定制的处理器指令集架构。
2.RISC-V 指令集的特点RISC-V 指令集具有以下特点：（1）模块化设计：RISC-V 指令集采用模块化的方式进行设计，用户可以根据需求选择不同的模块进行组合，从而实现可扩展和可定制。
（2）简洁性：RISC-V 指令集的指令数目相对较少，且指令格式统一，易于实现硬件解码。
（3）寻址方式多样：RISC-V 指令集提供了丰富的寻址方式，包括寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即数寻址、基址（BP）加偏移量（Displacement）寻址等，以满足各种编程需求。
（4）单周期指令执行：RISC-V 指令集大部分指令可以在一个周期内完成执行，提高了处理器的执行效率。
3.RISC-V 指令集的应用场景RISC-V 指令集广泛应用于以下场景：（1）嵌入式系统：由于RISC-V 指令集具有低功耗、高性能、可扩展等特点，使其成为嵌入式系统的理想选择。
（2）高性能计算：RISC-V 指令集的可定制性使其能够针对特定应用场景进行优化，从而在高性能计算领域具有较大潜力。
（3）人工智能：在人工智能领域，RISC-V 指令集可以用于加速神经网络计算等任务，提高运算效率。
4.RISC-V 指令集的发展前景随着科技的不断发展，对于处理器性能和功耗的要求越来越高。
RISC-V 指令集凭借其可扩展、可定制、低功耗等优势，在未来的发展前景十分广阔。
risc-v架构嵌入式系统原理与应用
risc-v架构嵌入式系统原理与应用RISC-V架构是一种新兴的开源指令集架构，在嵌入式系统领域得到了广泛应用。
本文将介绍RISC-V架构的原理和在嵌入式系统中的应用。
RISC-V（Reduced Instruction Set Computer V）是一种精简指令集计算机架构，它的设计灵感来自于早期的RISC架构。
与传统的CISC（复杂指令集计算机）架构相比，RISC-V采用了更加简单明了的指令集，并提供了丰富的扩展指令集和标准化的编程模型，使得它在嵌入式系统中具备了许多优势。
首先，RISC-V架构具有可定制性的特点。
由于其开源的特性，任何人都可以根据自己的需求对RISC-V进行定制，添加或删除指令，以适应各种应用场景。
这种灵活性使得RISC-V在嵌入式系统领域有着广泛的应用。
开发人员可以根据自己的需求，定制出最适合自己的处理器核，从而提高系统性能和功耗效率。
其次，RISC-V架构具有高性能和低功耗的特点。
相对于CISC 架构，RISC-V架构精简了指令集，提供了更加简洁的指令，减少了指令的复杂度和执行时间，从而提高了系统的性能。
与此同时，由于指令集的精简化，RISC-V架构的处理器核能够更加高效地利用硬件资源，减少功耗消耗，延长终端设备的使用时间。
此外，RISC-V架构还具备良好的可伸缩性和可移植性。
由于其模块化的设计，RISC-V架构可以根据需求进行灵活扩展和整合，不仅可以实现单核处理器，还可以实现多核处理器，满足不同级别的性能需求。
同时，RISC-V架构还提供了基础的标准化编程模型，使得软件开发人员可以轻松地将代码移植到不同的RISC-V架构平台上，提高了开发的便利性和效率。
在嵌入式系统中，RISC-V架构已经得到了广泛的应用。
比如在智能手机和平板电脑等移动设备中，RISC-V架构的处理器核可以实现高性能的计算和低功耗的运行，使得终端设备具备更长的待机时间和更好的用户体验。
此外，RISC-V架构还可以应用于物联网设备、工业自动化等领域，实现高效的数据处理和智能化的功能。
能和Intel、ARM三分天下的RISC-V究竟为何物
能和Intel、ARM三分天下的RISC-V究竟为何物？来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一，从而在CPU领域形成英特尔（x86）、ARM、RISC-V三分天下的格局。
”——倪光南。
大众并不为熟悉的RISC-V真的能和Intel、ARM三分天下吗？或许，是时候关注这个小众却并不冷门的处理器分支了。
本科生设计出64位RISC-V处理器近期，RISC-V处理器内核IP和生态平台公司企业芯来科技完成新一轮战略融资，由小米长江产业基金领投，老股东蓝驰创投和新微资本继续追投。
让这个看起来有些“小众”的处理器再次走进大众视野。
实际上，在2020年7月，一则“国科大本科生设计出64位RISC-V处理器”的新闻，同样引发了不少人对RISC-V处理器的关注。
@中国科学院大学 公布了首期“一生一芯”计划成果——在国内首次以流片为目标，由5位2016级本科生主导完成一款64位RISC-V处理器SoC芯片设计并实现流片，芯片能成功运行Linux操作系统以及学生自己编写的国科大教学操作系统UCAS-Core。
本科生、国产芯片、“一生一芯”计划……当这些词汇汇聚在一起时，本身就足以引发大众关注，而RISC-V处理器也就再一次成为市场关注的焦点。
备受推崇的开源芯片对于关注我国半导体产业的科技粉而言，RISC-V处理器并没有多陌生，中国工程院院士、中国开放指令生态（RISC-V）联盟（CRVA）理事长倪光南发表演讲《迎接开源芯片新潮流》时就有提到过，“未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一，从而在CPU领域形成英特尔（x86）、ARM、RISC-V三分天下的格局。
”倪光南表示，从世界的角度来看，两类架构的 CPU 已经占据市场。
第一类是 X86，英特尔和AMD 两家公司掌握，在服务器等领域占有垄断地位；第二类是 ARM，在移动领域有垄断的地位。
移动端霸主ARM，精简和灵活是RISC-V的两大优势。
RISC-V指令集在最初设计时，其研发团队就明确表示要追求简约，丢弃历史包袱。
RISC-V架构硬件辅助用户态内存安全防御方案概览
RISC-V架构硬件辅助用户态内存安全防御方案概览RISC-V架构硬件辅助用户态内存安全防御方案概览随着计算机技术的发展，软件安全性问题越来越引起人们的关注。
恶意软件的出现，用户隐私泄露以及黑客攻击等问题威胁着人们的信息安全。
而用户态内存安全也是软件安全的重要一环。
为了提高用户态内存安全性，RISC-V架构提供了一些硬件辅助方案。
本文将对RISC-V架构硬件辅助用户态内存安全防御方案进行概览。
一、用户态内存安全问题用户态内存安全问题是指在用户态执行的程序访问内存时存在的安全隐患。
由于软件编写不规范、恶意代码注入等原因，用户态程序可能会访问到它没有权限获取的内存区域，导致内存泄露、数据污染等问题。
因此，提高用户态内存安全性是非常重要的。
二、RISC-V架构简介RISC-V（Reduced Instruction Set Computer – V）是一种开放的指令集架构，它以精简的指令数量为特点。
相比于其他指令集架构，RISC-V提供了更好的可扩展性、灵活性和可移植性，并且更加容易实现。
因此，在当今计算机领域得到了广泛应用。
三、RISC-V架构硬件辅助用户态内存安全防御方案为了提高用户态内存的安全性，RISC-V架构提供了一些硬件辅助方案，包括虚拟内存、内存保护、地址空间布局随机化和栈随机化等。
1. 虚拟内存虚拟内存是一种将物理内存抽象为逻辑内存的技术，它可以为每个进程提供独立的地址空间。
RISC-V架构通过提供页表机制来实现虚拟内存。
通过虚拟内存技术，可以将用户态程序的地址空间与物理内存进行隔离，从而增加内存安全性。
2. 内存保护RISC-V架构提供了一些硬件功能来保护用户态内存的安全。
例如，可以设置内存访问权限，限制用户态程序的访问范围。
另外，RISC-V架构还提供了一些硬件机制来检测内存访问错误，比如访问越界、非法访问等。
通过这些硬件机制，可以增加用户态内存的安全性。
3. 地址空间布局随机化地址空间布局随机化是一种通过对用户态程序的地址空间进行随机化处理，使攻击者无法准确预测关键数据的存储位置的安全技术。
risc-v概念
RISC-V是一种基于精简指令集（RISC）原则设计的开放源代码指令集架构（ISA）。
其名称的发音为“risk-five”。
与大多数指令集相比，RISC-V指令集可以自由地用于任何目的，允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。
RISC-V的设计考虑了可伸缩、灵活的特性，适用于广泛的应用和硬件平台。
其指令集定义了一套基本的操作码，包括加载/存储、算术和逻辑运算、分支和跳转等常见指令。
RISC-V采用固定长度的指令格式，使得指令译码和执行更加简单高效。
RISC-V架构的特点包括：
1. 开放源代码：RISC-V的指令集架构是开放的，任何人都可以使用、学习和开发相关的软硬件技术，这促进了创新和合作。
2. 可扩展：RISC-V提供了不同的扩展标准，可以根据具体应用的需求配置指令集的特性，如浮点数运算、多媒体处理等。
3. 应用广泛：RISC-V可以应用于嵌入式系统、移动设备、服务器、超级计算机等各种硬件平台。
4. 简单高效：RISC-V的指令集设计简单明了，执行效率高，易于实现和优化。
同时，由于采用开放源代码的设计原则，人们可以自定义和优化特定指令，以满足特定的性能需求。
总之，RISC-V是一种开放源代码的、灵活可扩展的指令集架构，被广泛应用于各种硬件平台和应用领域。
其设计原则简单、高效，同时具有创新和合作的特性。
risc-v概念 -回复
risc-v概念-回复RISC-V概念RISC-V（Reduced Instruction Set Computer V）是一种基于精简指令集（Reduced Instruction Set Computer，简称RISC）的开放式指令集架构（Instruction Set Architecture，简称ISA）。
相对于复杂指令集（Complex Instruction Set Computer，简称CISC）架构，RISC架构具有更简洁、清晰的指令集设计，使程序的执行更高效，更易于实现和优化。
RISC-V架构的设计目标是提供简洁而灵活的ISA，并且以多种形式适应各种应用场景。
它是由加州大学伯克利分校的David Patterson教授率领的一支团队开发的，最初的目的是用于教学和研究。
然而，RISC-V的开源特性和先进的设计思想吸引了广泛的关注和应用，逐渐成为一种用于商业和非商业领域的常用架构。
RISC-V架构的特点之一是具有简洁清晰的指令集。
它采用固定长度的32位指令，并且以合适的方式进行编码，以保持指令的简洁性。
RISC-V提供了基本的整数指令集，包括算术、逻辑和数据传输操作，以及一些常用的控制指令。
同时，它还提供了可选的扩展指令集，如浮点运算、向量运算等，以满足不同应用的需求。
另一个RISC-V架构的特点是多级流水线。
它采用了典型的五级流水线结构，包括指令取指（Instruction Fetch）、指令译码（Instruction Decode）、执行（Execution）、访存（Memory Access）和写回（Write-back）等阶段。
流水线可以提高指令的吞吐量和处理效率，通过同时处理多条指令来提高指令的并行度。
此外，RISC-V还具备可扩展性和兼容性。
它提供了多种扩展指令集的选项，可以根据应用的需要进行选择。
同时，RISC-V具有向后兼容性，即新的指令集可以与现有的指令集保持兼容，这使得在不改变现有设备和软件的情况下，可以逐步迁移和升级到RISC-V架构。
芯片架构RISC-V
芯⽚架构RISC-V芯⽚架构RISC-V1. RISC-V简单介绍RISC, Reduced Instruction Set Computer, 精简指令集计算机芯⽚的架构，芯⽚的两⼤主流架构X86 和 ARM另⼀个经典指令集 RISC-V 是⼀款近⼏年来新兴的架构，源⾃经典指令处理器RISC 它起源于 1980 年的加州⼤学伯克利分校。
RISC-V 就是 RISC 的第五个版本。
RISC-V 拥有开源、精简、可扩展的优势，近⼏年在全球市场迅速崛起，阿⾥巴巴、华为、中科院计算所、中科院软件所、清华⼤学、浙江⼤学等学界以及企业在内的⼤量专家学者，都是推动 RISC-V 架构发展的重要⼒量。
芯⽚专家戴伟云博⼠曾说过这样的话，Intel X86 和 ARM 的 IP授权虽然给中国带来了繁荣，但却是不⾃如和不可控的。
⽽ RISC-V 架构授权虽然不⾃主，但是可控且可以繁荣的。
希望中国的芯⽚可以借助 RISC-V 做到⾃主可控繁荣并且持续创新。
2. X-86和ARM此前的芯⽚架构市场基本被 X86 和 ARM 两⼤流派所垄断。
X86 为 Intel 所掌控，只授权给昔⽇⼩兄弟 AMD ⼀家公司，其他⼚商根本没有机会Intel 和 Windows 系统达成 window 联盟，在个⼈电脑芯⽚领域所向披靡，ARM则霸占了移动端, ⾼通、三星、华为等都是基于 ARM 架构开发。
可以说 ARM 基本主导了当下智能⼿机和移动终端的芯⽚市场。
但这对我们中国企业来说是⼀个长期存在的痛点。
ARM 采⽤处理器内核授权⽅式。
虽然你在市场上买不到按摩直接⽣产的成品 CPU但⽆论是骁龙855 还是麒麟980 都⽤ ARM 的处理器内核⾼通和海思要先付给ARM⼀笔授权费，然后⽣产每⼀⽚ CPU 还要另交份⼉钱。
X-86 和 ARM 这两种芯⽚架构经历长时间商业化后，结构复杂，开发不易。
3. RISC-V的⼀些发展但现在 RISC-V 这种新架构在物联⽹与 AI 市场上崭露头⾓，并且开始破局。
RISC~V,精简指令集芯片构架破 局者
资料来源：IDC（含预测），中信证券研究部
总增速
100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40%
全球及中国物联网硬件出货量（亿台）
中国
全球其他地区
中国占比（%）
180
Байду номын сангаас35%
160 140 120
23%
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28%
30%
30%
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29%30% 25%
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80
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40
20 07
6
资料来源：CSDN
SiFive：基于RISC-V架构的芯片市场领导者
为推动RISC-V生态建设，公司于2015年发起成立RISC-V基金会。截至2019初，已有超过230个成员
资料来源：Si-Five
7
RISC-V下游应用保持高速增长（一）
全球边缘计算市场规模及增速：5年CAGR为26.5
全球边缘计算市场规模（亿美元）
基于此，三位研发人员在2010年5月开始研发“新的、开源的指令集—RSIC-V”。 RISC-V的开源化使得开发人员能够从互联网上轻易得到代码，降低了开发难度，缩短了研发周期，在
很大程度上能够降低硬件的开发成本。 开发RISC-V技术的三位研发人员
2
资料来源：CSDN
RISC-V架构的优势
支持模块化：RISC-V将不同的部分以模块化的方式组织在一起，并试图通过一套统一的架构来满足各 种不同的应用场景，这种模块化是x86与ARM架构所不具备的。
平 头
2019年7月，平头哥半导体公司RISC-V架构的AI芯片—玄铁910，
哥
5G、自动驾驶等AIoT领域
第六代精简指令集
第六代精简指令集第六代精简指令集（RISC-V）是一种现代化的计算机指令集体系结构，它以人们对计算的需求为出发点，旨在提供更高效、更简洁的指令集。
RISC-V的设计理念是简约而灵活，它采用了规范化的指令编码格式，使得硬件设计变得更加简单，同时也增加了软件的可移植性。
与之前的指令集相比，RISC-V具有以下优点。
首先，它采用了模块化设计，使得处理器的设计更加灵活。
不同的模块可以根据需求进行组合，从而实现不同性能和功耗的平衡。
其次，RISC-V的指令集非常简洁，只包含了必要的指令，这样可以减少指令的执行时间和内存占用。
此外，RISC-V还支持向量指令，可以高效地处理数据并行计算任务。
RISC-V的设计还考虑了对未来技术的扩展性和兼容性。
它采用了规范化的指令编码格式，使得软件可以在不同的硬件平台上运行，而不需要进行修改。
同时，RISC-V也支持硬件扩展，可以通过添加新的指令和功能单元来满足不同的需求。
RISC-V的应用非常广泛。
它可以用于嵌入式系统、移动设备、云计算、人工智能等领域。
在嵌入式系统中，RISC-V可以提供高性能和低功耗的解决方案。
在移动设备中，RISC-V可以提供高效的图形处理和多媒体功能。
在云计算中，RISC-V可以提供高性能的服务器处理能力。
在人工智能领域，RISC-V可以提供高效的神经网络加速器。
第六代精简指令集（RISC-V）是一种现代化的计算机指令集体系结构，它以简约和灵活为设计理念，提供了高效、简洁的指令集。
它具有模块化设计、简洁的指令集和对未来技术的扩展性等优点。
它的应用范围广泛，可以用于嵌入式系统、移动设备、云计算、人工智能等领域。
RISC-V的出现将在计算机领域带来新的变革和发展。
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资料来源：寒武纪招股说明书（含预测），中信证券研究部
全球AR/VR头显发货量及增速：4年CAGR为67.5
AR头显发货量（百万台）
AR头显发货量（百万台）
45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
2014 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E
是
易实现性
资料来源：Deepin，中信证券研究部
荣建实现的复杂度高
硬件设计与编译器实现非常简单 3
RISC-V架构出现或将导致CPU呈现三足鼎立形式
过去CPU的架构一直是x86与ARM的天下。2010年RISC-V诞生后，鉴于其兼顾了传输 速度&传输量的优势，使得CPU架构或将呈现出三足鼎立的趋势： ➢ X86：传统PC市场的主流，善于处理大数据，IP掌握在英特尔和AMD手中 。 ➢ ARM：移动（手机）市场，处理快数据为主，目前也使用在便携笔记本中，IP大部分 掌握在ARM公司。 ➢ RISC-V：同时兼顾数据传输速度与传输量，使其更适合多样性数据种类与连接的应用 场景。
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18
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30
39
45
2015 2016 2017 2018E 2019E 2020E 2021E 2022E
2017年10月）给全世界的开发者用户，在很大程度上推动了RISC-V生态的建设。
SiFive发展历史及推出的产品
资料来源：CSDN
5
SiFive：基于RISC-V架构的芯片市场领导者
同时，SiFive提供的产品包括E/S/U核三种，主要用于：边缘计算、AI、 AR/VR、物联网、存储、数 据中心和网络基带中； ➢ E核（低端）：32位嵌入式内核，用于边缘计算，AI和物联网方向，对标ARM Cortex-M系列； ➢ S核（中端）：64位嵌入式内核，用于存储、AR/VR、机器，对标ARM Cortex-R系列； ➢ U核（高端）：64位应用处理器，用于数据中心、网络基带等方向，对标ARM Cortex-A系列； SiFive提供的RISC-V产品及应用场景：
100.0
80.0
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40.0
20.0
0.0
2019
2020E
2021E
2022E
2023E
资料来源：MarketsandMarkets（含预测），中信证券研究部
2024E
全球AI市场规模及增速：6年CAGR为46.1
800 700 600 500 400 300 200 100
0 2018
全球AI市场规模（亿美元） 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E
6
资料来源：CSDN
SiFive：基于RISC-V架构的芯片市场领导者
为推动RISC-V生态建设，公司于2015年发起成立RISC-V基金会。截至2019初，已有超过230个成员
资料来源：Si-Five
7
RISC-V下游应用保持高速增长（一）
全球边缘计算市场规模及增速：5年CAGR为26.5
全球边缘计算市场规模（亿美元）
1981年
1984
推出RISC-II2Fra bibliotek10推出RISC-IV
2015.9
RISC-V技术创始人 成立了SiFive公司
2018.10
SiFive推出了全球首 款RISC-V芯片HiFive
1
资料来源：CSDN、腾讯科技，中信证券研究部
为什么开发RISC-V架构？
常见的CPU架构不能满足开源、可拓展、性价比的需求： ➢ X86不能开源、不能拓展更改。 ➢ ARM需要高昂的授权费。
三种不同架构适用的应用场景：RISC-V更适合多样数据种类与连接
资料来源：CSDN
4
SiFive：基于RISC-V架构的芯片市场领导者
为进一步推动RISC-V商业化落地，三位创始人于2015年7月成立SiFive公司：
➢ 公司主营业务：SiFive提供基于RISC-V指令集架构的商业化处理器IP、开发工具和芯片解决方案。 ➢ 公司的落地产品：截至2019年底，SiFive公司共提供了2块HiFive开发板（分别于2016年11月和
基于此，三位研发人员在2010年5月开始研发“新的、开源的指令集—RSIC-V”。 RISC-V的开源化使得开发人员能够从互联网上轻易得到代码，降低了开发难度，缩短了研发周期，在
很大程度上能够降低硬件的开发成本。 开发RISC-V技术的三位研发人员
2
资料来源：CSDN
RISC-V架构的优势
支持模块化：RISC-V将不同的部分以模块化的方式组织在一起，并试图通过一套统一的架构来满足各 种不同的应用场景，这种模块化是x86与ARM架构所不具备的。
RISC & RISC-V
RISC发明者是美国加州大学伯克利分校教师David Patterson，RISC-V也是David Patterson指导的项目
推出RISC-I
1983年
推出RISC-III
1988年
推出RISC-V
2015.7
全球RISC-V 基金会成立
2018.2
中国RISC-V 产业联盟成立
资料来源：IDC（含预测），中信证券研究部
总增速
100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40%
全球及中国物联网硬件出货量（亿台）
中国
全球其他地区
中国占比（%）
180
35%
160 140 120
23%
26%
27%
28%
30%
30%
31%
29%30% 25%
100
20%
80
60
40
20 07
与X86和ARM架构相比，RISC-V架构具有体积小、支持模块化、指令数目少、全面开源等特点
特性
X86或ARM架构
RISC-V架构
架构篇幅大小
一般在数千页
一般小于三百页
是否支持模块化
不支持
支持
是否具有可拓展性 指令数目的多少 是否开源
不支持 指令数目多，且不同的架构分支彼此不兼容
否
支持
一套指令集支持所有架构。基本指令集仅40余条，加 上其它常用模块子集的指令，总指令数目也仅十几条
指令数目少：受益于短小精悍的架构以及模块化的特性，RISC-V架构的指令数目非常的简洁。基本的 RISC-V指令数目仅有40多条，加上其他的模块化扩展指令也总共只有几十条指令。
全面开源，且具有全套开源免费的编译器、开发工具和软件开发环境（IDE）。其开源的特性允许任何 用户自由修改、扩展，从而能满足量身定制的需求，大大降低指令集修改的门槛。