РИСЦ-В: Отварање нове ере иновација за уграђени дизајн

DIY Night Routine Life Hacks! 30 DIY Hacks - DIY Makeup, Healthy Recipes & Room Decor (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

РИСЦ-В: Отварање нове ере иновација за уграђени дизајн


Овај чланак истражује предности модела РИСЦ-В-овог опен соурце хардвера, дискутујући о дуговјечности, преносивости и поузданости.

Момент иза РИСЦ-В за уграђене апликације је неспоран. Данас РИСЦ-В фондација има више од 100 компанија иза бесплатне и отворене архитектуре РИСЦ-В инструкција (ИСА), а њено чланство брзо расте пошто више продаваца алата, софтвера, хардвера и оперативних система напредује. Уз растући екосистем, РИСЦ-В даје и дизајнерима софтвера и хардвера убедљиву алтернативу тренутним уграђеним процесорима, што је изазвало нову ера у иновацијама процесора у уграђеним дизајнима пошто усвојење расте.

Слика 1. Тржишна столица Фондације РИСЦ-В, Тед Марена, представља предности РИСЦ-В.

Разлози за РИСЦ-В откључавање нове ере своде на три кључна фактора: дуговечност, преносивост и поузданост. Сва три разлога су везана за оно што чини РИСЦ-В нарочито убедљивом. За разлику од већ утврђених процесорских архитектура, који често додају упутства за сваку генерацију, дизајнери могу да се ослањају на фиксни ИСА са РИСЦ-В, обезбеђујући дуговечност њихових инвестиција у софтвер. Ово дуговечност је нарочито корисно за уграђене апликације гдје су важна функционална сигурност, сертификација и дуг животни циклус.

Замрзнути ИСА

Да би омогућио широку употребу РИСЦ-В и омогућио тржишту да диктира процесорске архитектуре, инжињеријски тим УЦ Беркелеи иза РИСЦ-В замрзао је ИСА мало пре него што је представио технологију на 25. симпозију Хот Цхипса 2014. године. непрофитна РИСЦ-В фондација 2015. године, чланови имају задатак да усмеравају будући развој ХВ / СВ спецификација и екосистема, као и да усвоје ИСА. Са основним ИСА постављеним у камену и опционим екстензијама које су доступне, дизајнери могу да имплементирају процесоре прилагођене њиховим специфичним радним оптерећењима, уместо да раде око стандардног дизајна процесора који не садржи више простора у било којој просторији за прилагођавање.

Бројни РТОС и пуни оперативни системи сада подржавају РИСЦ-В. РИСЦ-В је посебно атрактиван за уграђене апликације због све веће употребе Линук оперативног система. То омогућава дизајнерима да брзо усвоје ИСА као нову отворену стандардну архитектуру за директне примарне хардверске имплементације. Међутим, иако се Линук не користи, замрзнута архитектура, дуговјечност, преносивост и поузданост коју ИСА пружа сами су кључни фактори за разматрање.

РИСЦ-В екстензије

Замрзнут ИСА значи да се софтвер може развити једном и покренути на неодређено време на било којем РИСЦ-В уређају, који подржава екстензије (ако их има) користе. Екстензије су једини начин којим се могу додати нова упутства. Тренутно постоје пет проширења, које су такође замрзнуте. Ове надоградње укључују:

  • М за цео број се множи и дели.
  • А за атомске Упуте
  • Ф за плутајућу тачку са једном прецизношћу
  • Д за плутајућу тачку двоструке прецизности
  • Ц за компримиране инструкције

РИСЦ-В користи за процесоре

Овај ниво предвидљивости и једноставности има многе користи за дизајн процесора и развој софтвера. Да погледамо сваки по један.

Дуговечност

РИСЦ-В ИСА нуди стабилну, чисту платформу дизајна са јасним и сигурним одвајањем између корисничких и привилегованих режима, јер је ИСА фиксна и садржи мање од 50 инструкција. Ако су имплементиране све вишеструке стандардне екстензије, укупан број је и даље мањи од 200. Умјесто увођења нових верзија ИСА, додаци стандардном скупу инструкција се раде кроз екстензије, олакшавајући додатну стабилност у будућим дизајном. Мање упутстава значе једноставније архитектуре, што доводи до економичности и енергетске ефикасности у имплементацији процесора. За програмера софтвера то значи сачуване инвестиције. Напишите софтвер једном и покрените га заувек на било ком РИСЦ-В језгру. Ово је често важно за производе са дугим животним веком трајања који морају бити подржани деценијама, као и за апликације које се морају придржавати строжих захтјева за сертификацијама гдје се софтвер не може модифицирати.

Преносивост

РИСЦ-В олакшава дизајн да раде до велике количине. На пример, дизајн може започети испоруку у ФПГА са меком РИСЦ-В језгром (слика 1). Будући да ће софтвер бити потпуно преносив на било ком уређајима који имају РИСЦ-В језгро, дизајнери имају оно што је у суштини "РТЛ код" процесора подсистема који није спремни за преузимање. Дизајнери могу модификовати, прилагодити и мигрирати свој дизајн на најбољу платформу за свој производ. Ако изабрани ФПГА треба заменити уређајем следеће генерације, нема потребе за поновним уносом софтвера. Постојећи извор РТЛ-а једноставно треба вратити на другу ФПГА. Поред тога, ако запремине достигну довољно високе нивое, исти РТЛ извор се може поново вратити на АСИЦ без потребе за плаћањем накнаде за накнаде. Овај сценарио није могућ са АРМ или к86 процесором.

Слика 2. Основни графикон РИСЦ-В ИП.

Поузданост и сигурност

Флексибилност РИСЦ-В омогућава јединствена решења, нарочито за уграђене дизајне који захтевају функционалну сигурност. На пример, у системима са вишеструким, функционално еквивалентним језгрима аутономно дизајнираним за крајњу редунданцију. Једно такво језгро би могло бити Мицросеми Ми-В РВ32ИМ, а друго језгро би могло бити функционално еквивалентан, али сасвим другачији, ин-хоусе дизајн. РИСЦ-В такође омогућава потпуну флексибилност у микроархитектури; тако да би једно језгро могло да обезбеди заштитне мере појединачних догађаја (СЕУ) за кеш меморију података и кеширања. Многе друге технике превенције сигурности могу се користити јер РИСЦ-В дозвољава приступ РТЛ-у.

Иако постојеће варијације Интел® к86 и АРМ процесорских архитектура мало вероватно неће нестати ускоро, екосистем процесора РИСЦ-В је спреман за брз раст на уграђеном тржишту с обзиром на то да се дизајнери слободе морају прилагодити. Дизајн процесорске архитектуре је инхерентно флексибилан, тако да имплементација може имати неке операције убрзане у хардверу, или, на пример, оптимизоване посебно за ниску потрошњу. Дизајнери такође имају флексибилност да прикаче било који аутобусни прикључак који желе, уместо да буде везан само за аутобусе којима су понуђени произвођачи процесора. Због фиксне природе ИСА, свака варијација у микроархитектури РИСЦ-В је прихватљива.

РИСЦ-В ресурси

Да бисте сазнали више о РИСЦ-В за ваш следећи дизајн, постоји неколико места за почетак.

За основне информације о РИСЦ-В и његовим члановима посетите веб локацију РИСЦ-В Фоундатион. Ако желите да отворите Ц кодирање за језгро РИСЦ-В, пређите на Мицросеми-ову Гитхуб локацију и погледајте пројекте РИСЦ-В ИГРОО2 Цреативе Девелопмент Боард-а. Мицросеми је био први ФПГА произвођач који нуди отворену архитектуру РИСЦ-В ИП и свеобухватно решење ИДЕ софтвера. Дизајнери могу да инсталирају РИСЦ-В ИП језгро у више ФПГА базираних на флешу, укључујући ПоларФире ФПГА, ИГЛОО2 и РТГ4 уређаје. Плоча Ми-В Цреативе (слика 2) садржи ИГЛОО2 ФПГА програмиран са једним језгром РИСЦ-В који покреће "хелло ворлд" из кутије.

За развој софтверског кода, интегрисано развојно окружење (ИДЕ) Софтцласс басед он Ецлипсе, хостирано на Линук или Виндовс платформи, нуди потпуну развојну подршку, укључујући компајлер Ц и Ц ++ и дебуггер. Софтвер Мицросеми РИСЦ-В ИП, софтвер за развој Либеро СоЦ и Софт Цонсоле ИДЕ могу се бесплатно преузети са локације Мицросеми Гитхуб.

Слика 3. М2ГЛ025 креативни одбор са унапред програмираним РИСЦ-В Цоре

Захваљујући замрзнутом ИСА-у, једноставности, преносивости и поузданости, РИСЦ-В даје дизајнерима потпуно нову парадигму процесора из којег се може извући ограничења од постојећег статуса куо процесора и потиснути границе иновација.


Чланци индустрије представљају облик садржаја који омогућава партнерима у индустрији да делују корисне вијести, поруке и технологију са читачима читавог круга на начин на који уређивачки садржај није прикладан. Сви чланци у индустрији подлежу строгим уредничким смерницама с намјером да корисницима пруже корисне вијести, техничку експертизу или приче. Ставови и мишљења изражена у чланцима из области индустрије су оне партнера, а не нужно оне од Алл Абоут Цирцуитс или њених писаца.