在過去的十年里，開源軟件已經(jīng)成為了科技世界最大的催化劑。現(xiàn)在開源的力量帶來了自由發(fā)展，生成的社區(qū)也在硬件世界中得以立足。正是基于這些原因，RISC-V贏得了極高的人氣。下面將會(huì)介紹RISC-V和它帶來的機(jī)會(huì)，以及CEVA如何幫助芯片制造商充分利用它們。

什么是RISC-V？

RISC-V是一個(gè)開放的指令集架構(gòu)（ISA），最初由加州大學(xué)伯克利分校的計(jì)算機(jī)科學(xué)系開發(fā)。它基于流行的精簡(jiǎn)指令集（RISC），和ARM、MIPS和其它常見的商業(yè)處理器架構(gòu)一樣。

RISC-V自2010年開始，現(xiàn)在已經(jīng)成長(zhǎng)為一個(gè)巨大的全球合作項(xiàng)目，橫跨多個(gè)大學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域。它的一致性是由非營(yíng)利的RISC-V基金會(huì)(https://riscv.org/)保證的，既指導(dǎo)底層指令集架構(gòu)（ISA）規(guī)范，又扮演市場(chǎng)引擎的角色來推廣RISC-V。

需要澄清的是RISC-V的指令集架構(gòu)，正如它的名字，是一個(gè)指令集的架構(gòu)規(guī)范，而不是一個(gè)具體的處理器設(shè)計(jì)。從開源指令集架構(gòu)開始，很多的學(xué)術(shù)和行業(yè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了多個(gè)不同設(shè)計(jì)的處理器，但本質(zhì)上講都是同一種語言?？焖贋g覽RISC-V基金會(huì)的網(wǎng)站，上面展示了大量的處理器實(shí)現(xiàn)，從完整的開源處理器設(shè)計(jì)，比如 Rocket、Orca和PULPino，到生產(chǎn)商業(yè)處理器核的公司，如SiFive、Codasip、Andes和Cortus。

這些處理器的實(shí)現(xiàn)范圍十分廣泛，從簡(jiǎn)單物聯(lián)網(wǎng)處理器到運(yùn)行Linux的應(yīng)用處理器，都是基于一套共同的指令集，從而反映出相較于一個(gè)封閉的商業(yè)ISA來說，RISC-V的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，即差異化和自由選擇權(quán)，可以更換處理器供應(yīng)商而不遭受產(chǎn)品重構(gòu)的痛苦。

免費(fèi)的所以一定存在風(fēng)險(xiǎn)，不對(duì)？

在這一點(diǎn)上，謹(jǐn)慎的做法是考察實(shí)際情況，查看新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中影響處理器選擇的因素。如同大多數(shù)設(shè)計(jì)決策一樣，涉及到很多技術(shù)和商業(yè)因素，一些是基于硬性指標(biāo)，一些則基于難以量化的方面。

技術(shù)指標(biāo)是不言而喻的：包括處理器具備足夠的馬力，支持后續(xù)產(chǎn)品的可擴(kuò)展性，是否匹配包絡(luò)功率，是否滿足所需的安全級(jí)別，有沒有友好熟悉的軟件開發(fā)/調(diào)試環(huán)境，用戶能否繼承之前的代碼庫。商業(yè)上要考慮成本，比如面積（包括門數(shù)和內(nèi)存大?。?、版稅和整個(gè)授權(quán)許可費(fèi)用。它還要考慮其它商務(wù)方面的因素，包括供應(yīng)商鎖定、保證與賠償、商業(yè)報(bào)告義務(wù)、進(jìn)行修改的合法權(quán)利等等。

考慮所有這些因素，大多數(shù)設(shè)計(jì)往往采取一種“安全”選項(xiàng)，通常使用一個(gè)專有的商業(yè)處理器，并且經(jīng)常綁定在以前使用的系列上。然而站在戰(zhàn)略層面，很多公司對(duì)選擇限制日益增強(qiáng)但強(qiáng)大的商業(yè)處理器IP供應(yīng)商感到不安。人們渴望更多的商業(yè)自由，打破封閉指令集的鎖定，這不光是在授權(quán)許可和版權(quán)使用費(fèi)方面有意義，也有利于差異化。

這種需求使得RISC-V揚(yáng)帆起航。RISC-V開源的指令集架構(gòu)為芯片公司提供了現(xiàn)實(shí)的選擇，超越普通的商業(yè)選項(xiàng)，避免承擔(dān)過度的戰(zhàn)略風(fēng)險(xiǎn)，就如同linux、FreeRTOS和許多其它開源RTOS在今天無可爭(zhēng)辯的替代了商業(yè)操作系統(tǒng)。特別在那些消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上使用的小型嵌入式處理器上，這種選擇非?，F(xiàn)實(shí)。許多知名的一流公司，包括西部數(shù)據(jù)和英偉達(dá)，已經(jīng)公開宣布了自己的意圖，甚至已經(jīng)進(jìn)行了大規(guī)模的生產(chǎn)。更多的公司正在評(píng)估RISC-V，其中一些秘密開始了先進(jìn)的設(shè)計(jì)。

CEVA在RISC-V上的經(jīng)驗(yàn)

和這些公司一樣，CEVA已經(jīng)被RISC-V的潛力所吸引，特別是我們RivieraWaves的 Wi-Fi和藍(lán)牙IP產(chǎn)品。這些通信技術(shù)需要一個(gè)小型處理器執(zhí)行協(xié)議棧，我們的目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)預(yù)先集成的參考平臺(tái)，支持我們的客戶自由選擇處理器。由于IP的架構(gòu)設(shè)計(jì)滿足超低功耗的操作，即使是高級(jí)的無線網(wǎng)絡(luò)配置，對(duì)于處理器馬力的需求也很溫和。簡(jiǎn)要來說，我們需要邏輯門數(shù)少、能效比高、處理器成熟，加上一個(gè)熟悉的商用軟件開發(fā)環(huán)境，可以生成面積節(jié)約的緊湊代碼。處理器設(shè)計(jì)必須容易部署(全速運(yùn)行)在FPGA和ASIC / ASSP上，它必須有一個(gè)法律框架與我們的授權(quán)IP業(yè)務(wù)兼容。

CEVA運(yùn)行RISC-V的Wi-Fi平臺(tái)

我們選擇的RISC-V處理器內(nèi)核在20K門這個(gè)量級(jí)，可以達(dá)到2.44 Coremark / MHz這個(gè)不錯(cuò)的成績(jī)，和硬件需求完全吻合。我們內(nèi)部的性能和代碼密集度測(cè)試結(jié)果顯示，已經(jīng)達(dá)到了比肩一流處理器的水平。同樣重要的是根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，將一個(gè)完整的系統(tǒng)移植到RISC-V所需的工作量非常少。以更復(fù)雜的Wifi平臺(tái)為例，用嵌入式RISC-V處理器取代商業(yè)處理器，我們只花了一個(gè)星期就完成了集成、仿真和創(chuàng)建一個(gè)新的FPGA二進(jìn)制文件，實(shí)現(xiàn)RivieraWaves完整的Wi-Fi 演示平臺(tái)。此外，現(xiàn)有的協(xié)議軟件已經(jīng)在多個(gè)不同的商業(yè)處理器上進(jìn)行了開發(fā)和部署，移植到RISC-V平臺(tái)上只花了兩周時(shí)間，包括移植、測(cè)試和系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證。這沒有什么奇怪的，多虧了熟悉的GNU GCC / GDB調(diào)試器和LLVM編譯器/環(huán)境。

總的來說，這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)偉大的成功，RISC-V真正兌現(xiàn)了承諾。CEVA現(xiàn)在是RISC-V基金會(huì)的新成員，很高興能夠提供RISC-V基礎(chǔ)平臺(tái)作為搭載我們的Wi-Fi 和藍(lán)牙IP核的一個(gè)選項(xiàng)。