Die disruptive RISC-V Instruction Set Architektur

Zürcher Fachhochschule Inhalt

• Einführung • Was ist RISC-V • Verfügbarkeit • Opensource • Fortschritt des Ökosystem • Schlusswort

Zürcher Fachhochschule Die Instruction Set Architektur

• Die Form aller Befehle, die ein Prozessor ausführen kann • ISA beschreibt und implementiert nicht Software

ISA

Hardware

Zürcher Fachhochschule Was ist RISC-V

• An der UC Berkeley entwickelt • Offene ISA betreut von der RISC-V Foundation • Verwendet RISC (Reduced Instruction Set Computer) Prinzip • Von der Community gepflegt • Modular aufgebaut

Zürcher Fachhochschule Unterstützung aus der Industrie

Zürcher Fachhochschule Stand des Instruction Sets

Standard Embedded Standard Erweiterungen: Weitere Instruction Set Instruction Set Mult, Float, Atomic, Erweiterungen Komprimiertes IS …

32 Bit RV32I RV32E (Entwurf) M, A, F, D, Q, , Zicsr, Entwurf Zifencei, Ztso 64 Bit RV64I - M, A, F, D, Q, C, Zicsr, Entwurf Zifencei, Ztso

128 Bit RV128I (Entwurf) - Entwurf Entwurf

Zürcher Fachhochschule Vorteile von RISC-V

• Opensource Hardware möglich • Innovation wird vorangetrieben • Mehr Wettbewerb • Keine Beschränkungen • Flexibel anpassbar auf aktuelles Problem • Evolutionen möglich durch Erweiterungen

Zürcher Fachhochschule Verfügbare IPs (SiFive)

Embedded

Zürcher Fachhochschule System Konfigurator (SiFive)

Zürcher Fachhochschule Verfügbare IPs (Andes)

Floating Point (High Performance) (High Performance) DSP Erweiterung Erweiterung, 64 Bit Linux, 64 Bit Linux, 32 Bit

Floating Point (High Performance) (High Performance) Low Power, 32 Bit Erweiterung, 32 Bit Linux, Multicore Linux, Multicore

Zürcher Fachhochschule Hardware Kerne

GreenWaves GAP8 (Frankreich) Canaan (Kendryte k210)

Zürcher Fachhochschule Opensource IPs

Zürcher Fachhochschule IPs der ETH Zürich

Zürcher Fachhochschule IPs der UC Berkeley

• Rocket (64 Bit 5-stage in Order Pipeline) • Boom (64 Bit out of Order Pipeline)

à Rocket Chip Generator

Zürcher Fachhochschule Geschäftsmodell von RISC-V

• Nur die ISA ist opensource • Implementierungen können closedsource sein • Beliebige Vermarktung

Zürcher Fachhochschule Opensource

Was ist mit den Kosten? • Entwicklungskosten bleiben bestehen • Lizenzen werden verlangt

Sollte man den Aufwand nicht Teilen? • Mit wem wird geteilt? • Kann man der Arbeit trauen

Zürcher Fachhochschule Opensource

Am 6.7.2019 wurde die OpenHW Group gegründet • Garantiert die Qualität • Pflegt Software Tools • Pendant zu Linux • Geleitet von Rick O’Connor

Zürcher Fachhochschule Das Produkt der OpenHW Group

• Familie von CORE-V Prozessoren • Erste Kandidaten kommen von der ETH Zürich – RI5CY, Ariane vom PULP Projekt

Zürcher Fachhochschule Verfügbare C/C++ Compiler und Libraries

C/C++ Compiler C Libraries

GCC Glibc

GNU MCU Eclipse Newlib

Clang/LLVM

CompCert

Zürcher Fachhochschule Andere unterstützte Sprachen

Sprache Go Ocaml Maxine VM (Java Virtual Machine) Jikes RVM (Java Virtual Machine) OpenJDK/HotSpot (Java Virtual Machine) Free Pascal Nim Ada (GNAT) Rust muForth ibForth Mecrisp-Quentis Forth kernel

Zürcher Fachhochschule Betriebssysteme

Linux Distribution Linux von Source RTOS Fedora Linux Kernel RTEMS Debian Yocto FreeRTOS OpenMandriva Poky Zephyr openSUSE NuttX Gentoo Apache Mynewt Parabola OpenWrt januslinux seL4

Zürcher Fachhochschule Schlusswort

• Konkurrenz • Mehr Innovation • Anwendungsorientierte Prozessoren • Opensource Lösungen • Momentan tiefe Rechenleistung • ARM Kampagne ohne Erfolg • Das Linux unter den Prozessoren • Bedeutende Zukunft möglich

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