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苹果或将周全拥抱RISC-V架构快来理解下主流芯片架构_架构_处置器

萌界大人物 2024-10-01 15:32:14 0

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实在早在2021年,市场上就已有苹果拥抱 RISC-V 的。
根据当时苹果曾经发布过的招聘信息,苹果核心操作系统团队正在招聘对 RISC-V 指令集架构 (ISA) 和 ARM 的 Neon vector ISA 有详细理解且有丰富履历的开拓者,将在苹果产品上采取“创新的 RISC-V 办理方案和最前辈的程序”。

目前苹果公司包括A16、M1芯片在内的核心处理器及大多数嵌入式内核是基于ARM 的 Cortex-M 系列或低真个 Cortex-A 系列内核,苹果公司须要为此支付大量的授权用度。
此时,近几年刚刚兴起且得到很多企业支持的开源架构RISC-V得到越来越多的关注,有望成为未来的替代方案之一。

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(图片来自网络侵删)

新兴的芯片架构红人——RISC-V

RISC-V的缘起

RISC-V(英文读作“risk-five”)架构紧张由美国加州大学伯克利分校的开拓职员于 2010 年发明,并且得到了打算机体系构造领域的泰斗、图灵奖得主大卫·帕特森(David Patterson)的大力支持。

系统体系架组成长多年,x86和ARM 架构已将相称成熟。
之以是要发明一套新的指令集架构,是由于x86和ARM 架构经由多年的发展,变得极繁芜和冗繁,而且须要支付高昂的专利授权用度。
此外,修正 ARM 处理器的 RTL 代码是不被支持的,而 x86 处理器的源代码根本不可能得到。
其他开源架构(如 SPARC、OpenRISC)均有着或多或少的问题。

出于上述多重缘故原由,加州大学伯克利分校的教授与研发职员决定发明一种全新的、大略且开放免费的指令集架构,于是 RISC-V 架构出身了。

RISC-V的上风

RISC-V 是一种全新的指令集架构。
“V”包含两层意思,一是这是加州大学伯克利分校从 RISC-I 开始设计的第五代指令集架构;二是它代表了变革(variation)和向量(vector)。

经由几年的开拓, RISC-V 架构已经拥有了完全的软件工具链以及多少开源的处理器实例,因此 RISC-V 架构得到越来越多的关注。
2015 年,RISC-V 基金会正式成立并开始运作。
RISC-V 基金会是一个非营利性组织,卖力掩护标准的 RISC-V 指令集手册与架构文档,并推动 RISC-V 架构的发展。

RISC-V 架构的发展目标如下:

成为一种完备开放的指令集,可以被任何学术机构或商业组织自由利用。
成为一种真正适宜硬件实现且稳定的标准指令集。

开放而免费的 RISC-V 架构的出身,不仅对付高校与研究机构是好,而且为前期资金缺少的创业公司、本钱极其敏感的产品、对现有软件生态依赖不大的领域供应了其余一种选择。

RISC-V 架构也得到了业界紧张科技公司的拥护,谷歌、惠普、Oracle 和西部数据等硅谷巨子都是 RISC-V 基金会的创始会员。
浩瀚的芯片公司已经开始利用(如三星、英伟达等)或者操持利用 RISC-V架构开拓其自有的处理器。

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热门芯片架构,你理解多少?

手把手教你玩转RISC-V CPU

看了上面关于 RISC-V 的先容,你是否有学习的冲动?小异为你推举一套全面先容 RISC-V 芯片开拓的好书《手把手教你RISC-V CPU》(高下册)。

这套书由中国RISC-V领域的先行者、芯来科技创始人兼首席实行官胡振波编写,中国工程院倪光南院士、中国RISC-V家当同盟理事长戴伟民博士写序推举,同时受到业界专家包云岗、滕岭、郭雄飞、黄乐天、吴伟、何小庆、张博、张先轶的联合推举。

上册重点关注处理器设计,系统地先容了 CPU 设计技巧和新兴开源 RISC-V 架构。
内容全面,涵盖了开源蜂鸟E203处理器各模块的详细实现,以及可扩展协处理器的实现机制。
为了让读者学甚至用,本书还集成了大量的实例,用实例把各个模块的实现办法贯穿起来。

下册侧重RISC-V CPU的工程与实践,通过开源蜂鸟E203处理器系统地先容了 RISC-V 处理器的嵌入式软件开拓方法,不仅给出了嵌入式软件开拓的全流程,而且先容了蜂鸟E203处理器的详细利用方法。
这本书通过供应大量的实战项目帮助读者真正做到理论与实践相结合。

这套书紧张面向嵌入式软件开拓工程师,以及对RISC-V感兴趣的初学者和技能爱好者。

高校学生:从入门到进阶都须要一套完全的知识作为辅导,包括家当情形、入门知识、开拓辅导、设计实践、开拓实操。

业界工程师:由于RISC-V还处在早期高速发展阶段,想转入该领域的工程师都须要一本书全面理解技能和发展。

技能爱好者:对付新技能的理解需求,加上家当运用情形的进展,也须要一套书来快速获取。

此外,这套书高下两册都配有完全的配套学习资源,详细获取方法可以在书中找到,包括干系代码、传授教化课件、实验课件、传授教化视频等。

这本书助你攻破 ARM64 架构

除了 RISC-V ,前面我们还提到了现在更为主流的 ARM 架构处理器。

ARM 公司的有名度远没有 Intel 公司高,乃至也不如华为、高通、 苹果、联发科和三星等这些厂商那般耳熟能详,但 ARM 架构处理器以“润物细无声”的 办法渗透到我们生活中的每个角落。
我们每天日常利用的电视、手机、平板电脑以及手环、腕表等电子产品,到不起眼的遥控器、智能灯和充电器等,均有着 ARM 架构处理器的身影。
在白色家电与汽车电子等领域,ARM 架构处理器更是无处不在,乃至我们熟知的桌面 PC、做事器和超级打算机领域,ARM 架构也开始渗透。
ARM 处理器在这些领域有相称高的话语权。

小异也为大家推举一本由ARM中国推举的学习教程,《ARM64体系构造编程与实践》。

这是一本系统先容ARM64指令集和架构的中文书,用普通易懂和接地气的办法,讲述了ARM64架构中最根本、最核心的知识点,办理了ARM64架构学习过程中的难点与痛点。
里面有大量的例子,让大家阅读起来不会以为呆板乏味。

问题导向式:每章开头会给读者列出本章的思考题,读者可以带着这些问题去阅读,在阅读中找到答案,增强学习的乐趣与造诣感。
供应了100个创新的 ARM64实验:本书供应了大量的实验,负责做完这些实验,你就会对ARM64架构有深刻的理解,一定会有不小的造诣感。
分享了大量实际项目的履历:比如在利用ARM64指令集的过程中会碰着的陷阱和坑,包括DMA缓存同等性问题、内存樊篱利用的案例,等等。
供应了200道 ARM64口试题:针对书中先容的ARM64干系知识点,以及一些事情中常会打仗到的问题,本书为大家设计了200道ARM64口试题。

建议读者基于树莓派4B开拓板来做实验。
树莓派4B采取ARM v8架构和Cotrex-A72的处理器IP。
如果大家手上没有树莓派4B开拓板,也可以采取完备免费的QEMU仿照器。
这本书中供应了全套的QEMU开拓环境,VMware或者VirtualBox的镜像,大家下载下来,开箱即用。

除了处理器,你还要理解一些嵌入式开拓知识

说到嵌入式开拓,不得不提到一款热门的嵌入式单片机——STM32。
STM32因其系列全、型号多、资料全等优点,运用非常广泛。
要想学STM32单片机开拓,小异向你推举《STM32Cube高效开拓教程》。

《STM32Cube高效开拓教程》全面而系统地先容 STM32 的开拓,包括干系工具软件的利用、STM32 片上资源和外设的 HAL 编程方法、FreeRTOS 等中间件的编程开拓方法。

《STM32Cube高效开拓教程》分为根本篇和高等篇两本。

根本篇先容 STM32Cube 开拓办法所用的工具软件,以及 STM32F407 系统功能和常用外设的利用。

高等篇先容固件库中一些中间件的利用,还先容一些高等接口的利用。
高等篇共 22 章,内容分为三大部分。

为了让读者更好地理解书中先容的事理,以及看到示例运行的效果,本书供应了多种配套资源,包括全书所有示例项目的源代码、开拓板电路事理图、全书所有示例项目在开拓板上运行的演示视频,以及所有示例运行过程的图片。

个中,演示视频作者上传到了B站上,搜索“STM32Cube高效开拓教程”就可以找到。
作者的B站主页链接是https://space.bilibili.com/525935735。

除了硬核的技能,也要理解CPU的来龙去脉

每个当代人每天都要和无数的CPU打交道,CPU藏在我们生活的很多个角落。
但是,你真的理解CPU吗?这本《CPU通识课》推举给你,读完它,你就可以厘清CPU的来龙去脉,从生态视角理解时期的变局。

这本书由龙芯中科总裁助理靳国杰博士、副总裁张戈博士联合编写,是龙芯中科近20年技能积累的结晶,郑纬民院士等专家携手推举,一本从实践中积累而来的CPU科普书 。

你可能会有这样的疑问:

CPU为什么成为技能的焦点?

又为何是天下难题?

CPU和指令集、汇编措辞、微构造等有什么关系?

当代高性能CPU都有哪些架构与技能?

若何从CPU构建一台完全的打算机?

从沙子到芯片历经了若何的过程?

目前CPU家当格局是若何的?

自主CPU的未来在何方?

带着这样的疑问翻开这本《CPU通识课》,你将会得到答案。

03

结语

芯片是信息技能的引擎,推动着人类社会的数字化、信息化与智能化。
希望小异推举的几本书能对你起到帮助。

末了引用一段倪光南院士的话作为结尾:

20世纪六七十年代是集成电路的飞速发展期,令人遗憾的是,我们错过了这个黄金时期。
经由半个多世纪的发展,天下范围内半导体家当已经取得了巨大的成绩。
由于我们错失落了先发上风,因此芯片技能已经成为我国芯片行业快速发展的瓶颈。

当前,发展集成电路被提升为重大国家计策。
我希望RISC-V能乘中国培植科技强国的东风,帮助本土集成电路行业的发展,让天下用上越来越多的中国‘芯’。

——中国工程院院士

中国开放指令生态(RISC-V)同盟理事长 倪光南

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