《开源RISC-V处理器架构分析与验证》
索书号:TP332/72
ISBN:978-7-302-62649-7
责任者:吴庆波等编著
出版社:清华大学出版社
主题词:微处理器-程序设计
馆藏库:图书馆二楼重点专业阅览室
导 读
指令集架构是计算机的抽象模型,定义了计算机软硬件交互规范,使符合其规范的软件跨平台运行。计算机发展过程中先后出现了多种指令集架构,如x86、Alpha、MIPS、SPARC、POWER和ARM等。经过几十年的发展,通用服务器、桌面和移动终端市场基本被x86和ARM牢牢占据,新型指令集架构处理器很难有立锥之地。根本原因是新型指令集架构处理器的发展需要从事处理器设计、验证和制造,固件设计到软件适配与开发等工作的大量专业人员和团体的参与、协作和不断努力,建设一个软硬件生态。然而,建设一个全新的处理器软硬件生态难度很大,上述指令集架构的兴衰史不断证明着这个论断。
RISC-V指令集架构由于其完全开源开放和免费授权等特点,从2015年非营利组织RISC-V基金会成立至今,企业和学术界对其关注度不断提高,目前已经成为体系结构和微处理器领域的焦点。目前,国内已经成立了两家学术研究联盟或者产业联盟,即中国开放指令生态(RISC-V)联盟(CRVA)和中国RISCV产业联盟(CRVIC);成立了多家高水平实验室,如RIOS实验室等;成立了多家专门从事RISC-V相关开发且具备规模的公司;多家公司或者科研院所推出了开源的SoC IP核。国内RISC-V工具链不断完善,RISC-V开发者人数逐年增多,RISC-V生态正在发展壮大。
然而一个新型指令集架构真正走向成熟并得到市场认可,还有很长一段路要走。教育和培训在这个过程中可以扮演重要的助推角色,目前亟需一本面向RISC-V处理器工程实践的全景式图书,全面普及RISC-V处理器开发技术,吸引更多的人才进入相关领域。
本书从处理器指令集架构入手,介绍了RISC-V指令集架构,在此基础上对处理器微架构进行阐述,同时,以Ariane核为例详述微架构中指令提取、指令译码、指令发射、指令执行和指令提交,以及存储管理、中断和异常处理。除RISC-V核之外,本书还涉及处理器验证,其中包括UVM、RISC-V验证框架的搭建、指令发生器和模拟器。
本书适合作为大专院校学生学习RICS-V指令集微架构以及芯片验证的入门教材,也可供RISC-C处理器设计与验证相关工程技术人员或研究人员参考。