電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/吳子鵬)近日,RISC-V International宣布了2022年的首批四項規(guī)格和擴(kuò)展的批準(zhǔn),包括RISC-V高效跟蹤(E-Trace)、RISC-V主管二進(jìn)制接口(SBI)、RISC-V統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口(UEFI)規(guī)格,以及RISC-V Zmmul純乘法擴(kuò)展。其中,E-Trace將加速基于RISC-V的大型芯片系統(tǒng)設(shè)計,不僅提升了設(shè)計者的效率,也進(jìn)一步提升了RISC-V的適用范圍。
圖源:RISC-V International
根據(jù)RISC-V International的官方解讀,E-Trace是一種使用分支跟蹤的高效處理器跟蹤方法,非常適合調(diào)試從微型嵌入式設(shè)計到超強大計算機(jī)的任何類型的應(yīng)用程序。E-Trace指定了 RISC-V 內(nèi)核和編碼器(或入口端口)之間的信號、壓縮分支跟蹤算法和封裝壓縮分支跟蹤信息的數(shù)據(jù)包格式。
處理器跟蹤技術(shù)一直以來都是RISC-V相關(guān)企業(yè)比較重視的技術(shù),比如UltraSoC一直在致力于做這方面的研究。早在2017年該公司就宣布推出業(yè)界首款支持RISC-V的處理器跟蹤技術(shù),為處理器跟蹤技術(shù)開發(fā)了一套規(guī)范,可支持基于開源RISC-V架構(gòu)的產(chǎn)品,該規(guī)范隨后提供給了RISC-V基金會(RISC-V Foundation),作為開源規(guī)范的一部分。作為RISC-V的競爭者,Arm也在持續(xù)優(yōu)化各類型處理器的調(diào)試和跟蹤功能,目的也是提升處理器的調(diào)試效率。
RISC-V的首席技術(shù)官Mark Himelstein表示,“調(diào)試是芯片上最難做的事情之一,用于 RISC-V 的 E-Trace 創(chuàng)建了一種執(zhí)行處理器跟蹤的標(biāo)準(zhǔn)方法,這種方法非常高效,在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中特別有用?!?/p>
E-Trace的主導(dǎo)者之一是Picocom(比科奇),是一家為5G小基站設(shè)備商提供開放 RAN標(biāo)準(zhǔn)的基帶系統(tǒng)級芯片(SoC)和運營商級可靠性的軟件產(chǎn)品的半導(dǎo)體公司。Picocom總部位于中國杭州,并在中國北京和英國Bristol設(shè)有研發(fā)工程中心。該公司一直以來都是RISC-V的擁護(hù)者,2020年就宣布5G小型蜂窩分布式單元(DU)片上系統(tǒng)(SoC)選擇了AndesCore N25F RISC-V 32位內(nèi)核。
SBI在管理模式(S 模式或 VS 模式)下使用應(yīng)用程序二進(jìn)制接口,在硬件平臺和操作系統(tǒng)內(nèi)核之間構(gòu)建了一個固件層,這種抽象讓跨操作系統(tǒng)的功能實現(xiàn)擁有了通用平臺。
在Gitee上有關(guān)于RISC-V 主管二進(jìn)制接口 (SBI)更加具體的介紹,有幾項推薦接口內(nèi)容,包括在M模式下運營的特定平臺的固件;在 S 模式或 HS 模式下運行的引導(dǎo)加載程序、管理程序或通用操作系統(tǒng);在 HS 模式下運行的管理程序;在 VS 模式下運行的引導(dǎo)加載程序或通用操作系統(tǒng)。在具體內(nèi)容中還包括支持的 SBI 版本、所需工具鏈、OpenSBI通用庫代碼執(zhí)行平臺、構(gòu)建和安裝參考平臺靜態(tài)庫和固件、使用時間戳和編譯器信息構(gòu)建等相關(guān)文檔。Gitee上有明確標(biāo)注,RISC-V SBI 規(guī)范作為一個獨立項目由 RISC-V 基金會在Github上維護(hù)。
RISC-V SBI 規(guī)范的制定和批準(zhǔn)由 Rivos 的 Atish Patra 領(lǐng)導(dǎo)。Rivos為RISC-V初創(chuàng)企業(yè),該公司團(tuán)隊領(lǐng)導(dǎo)者和工程師水平被稱為是令人印象深刻的,很多具備大廠的豪華履歷。近日,蘋果公司專門起訴Rivos挖走了能接觸到蘋果公司芯片機(jī)密的工程師,雖然是一個負(fù)面消息,但是也說明Rivos公司人員的水平。
Mark Himelstein指出,“RISC-V SBI為開發(fā)者提供了一個類似的關(guān)鍵資源。在所有RISC-V實現(xiàn)中移植主管模式軟件的能力,本質(zhì)上允許開發(fā)者寫一次代碼,并在所有地方應(yīng)用?!?/p>
UEFI則是將現(xiàn)有的 UEFI 標(biāo)準(zhǔn)引入 RISC-V 平臺。
UEFI全稱為Unified Extensible Firmware Interface,中文名為統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口,定義了計算機(jī)操作系統(tǒng)和平臺固件之間的接口規(guī)范。UEFI 標(biāo)準(zhǔn)定義了一種可執(zhí)行文件格式,所有的 UEFI 固件都能夠執(zhí)行以這種格式編寫的代碼。RISC-V作為開源指令集,推行UEFI的好處便會更加明顯。
Himelstein講到,“UEFI 是任何系統(tǒng)的關(guān)鍵元素,在某些應(yīng)用中,它可能會取代基本的 BIOS 軟件?!?/p>
Zmmul Multiply Only實現(xiàn)了需要乘法操作而不需要除法的低成本實現(xiàn),是RISC-V非特權(quán)規(guī)范的一部分。
能夠看出,這一批新標(biāo)準(zhǔn)一方面提升了RISC-V開發(fā)的效率,另一方面也是RISC-V International防止RISC-V碎片化的有效措施。RISC-V是一個開源的指令集,其實也是一種規(guī)范,如果太過于雜散,應(yīng)用程序之間的兼容性將大打折扣,不利于RISC-V自身的發(fā)展。目前, RISC-V International 正在努力制定各項標(biāo)準(zhǔn)性規(guī)范,盡可能地減少該架構(gòu)的碎片化問題。
據(jù)悉,2021年RISC-V International公布了代表40種擴(kuò)展的16個規(guī)范,今年的預(yù)期目標(biāo)會更多,不過RISC-V International并不會盲目追求規(guī)范的數(shù)量和發(fā)布速度,將嚴(yán)格遵循討論、開發(fā)、公開審查、凍結(jié)等標(biāo)準(zhǔn)流程,讓所公布的規(guī)范都能夠提高RISC-V芯片以及相關(guān)應(yīng)用的開發(fā)效率和兼容性。
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