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《手把手教你设计CPU——RISC-V处理器篇》 初读 很荣幸有机会读到胡振波老师的 《手把手教你设计CPU——RISC-V处理器篇》 一书。 本人近年来一直从事硬件工程师的工作，工作中几乎用不到FPGA，但是这些年一直对FPGA有一种执念，心里一直总惦记着这个事情，一直想静下来好好研究一下，把FPGA用起来，做一个小产品。可是被拖延症捆绑，这件事情就一直拖着。 自从美国开始制裁华为公司开始，或者ARM公司制裁华为开始，芯片的设计和生产的话题就被推到了风口浪尖。微电子行业对我的感觉来讲，是一个很神秘，很前沿，门槛又很高的行业，只可远观，那么遥不可及。 《手把手教你设计CPU——RISC-V处理器篇》 这本书恰逢其时，既满足了我一窥微电子设计行业的“内幕”，也同时可以学习了解一下FPGA的应用。看到论坛的活动，就立即申请了。非常感谢面板板社区。 毕竟外行，仅凭一点微机原理的基础比较难理解书中提到的诸多概念。好在作者行文流畅，以一种近乎口语化，面对面交流的形式将CPU设计的概念呈现给读者。这样作为读者就像读小说一样比较容易接受。 本书的内容分为三个部分。 第一部分浅显易懂得讲了CPU设计的基本概念，RISC_V架构的基本特点。 第二部分以E200开源处理器为蓝本，从总体到细节，从CPU设计的方方面面（各流程、各模块）使用Verilog HDL设计CPU。作者特别强调了工业级Verilog HDL代码风格，为整个系统的稳定性奠定了基础。而后在每个模块的设计中，作者由模块原理，代理层次结构，以及相关的源代码片段进行分析。涵盖了理论到实践的各个环节。 第三部分即为CPU设计的验证部分。作者引导读者做了仿真测试，在硬件平台上实现，配以软件开发环境，另外还做了跑分测试。 为了行为流畅，不影响阅读，作者将RISC-V架构的相关背景内容放在附录中。读者在阅读书本的过程中随时可以翻阅附录中的内容。 作为读者，水平有限。就不能对书中的技术问题进行点评了。从本人自身角度来讲，本书的确是CPU设计入门和了解RISC-V架构的好书。 最后感谢作者胡振波老师，感谢面包板论坛。

目录： 第 1章 进入32位时代，谁能成为下一个8051 第 2章 开源蜂鸟E203超低功耗RISC-V Core与SoC 第3章 大道至简—RISC-V架构之魂 第4章 RISC-V架构的中断和异常 第5章 开源蜂鸟E203 MCU SoC总体介绍 第6章 开源蜂鸟E203 MCU SoC外设介绍 第7章 开源蜂鸟E203 MCU开发板与调试器 第8章 编译过程简介 第9章 嵌入式开发特点与RISC-V GCC工具链 第10章 RISC-V汇编语言程序设计 第11章 基于HBird-E-SDK平台的软件开发与运行 第12章 开源蜂鸟E203 MCU的更多示例程序 第13章 Windows IDE集成开发调试环境 第14章 开源蜂鸟E203 MCU开发板移植RTOS 本书和好多基于STM32 ARM嵌入式图书一样，意在促进RSIC-V在国内广大工程师队伍中的普及，本书没有针对一款固定的型号的IC来介绍，而是通过讲述RSIC-V的前世今生，以及已经知名度，普及程度很高的ARM做了一些列的对比，形象的让我们了解了RSIC-V这种新型内核架构。作为工作了10年的嵌入式老鸟，之所以对RSIC-V这么关注，也是源于其自身独特的属性： 完全开源 架构简单 易于移植linux等实时操作系统 模块化设计 完整的工具链 经历了这次中美贸易战后，国产芯片开始追求自主可控的芯片指令集架构。国外的指令集架构本质上是一种授权付费的，很难实现国产自主。而国内自己定义一套指令集架构又没有太大意义，因为处理器架构必须是全球范围的一个通用架构，必须获得生态支持。因此，RISC-V架构近两年备受国内厂商追捧。 书中介绍RSIC-V架构的目标：成为一种完全开放的指令集，可以被任何学术机构或商业组织所自由使用。真正做到免费且开源。当然光是免费开源是不够的，因为RSIC-V不是第一个免费开源的内核，其另外一个目标是：成为一种真正适合硬件实现且稳定的标准指令集。 2015年，RISC-V成立了基金会，初创企业包括谷歌、西部数据、台湾晶心、联发科、杭州中天微、华为等。目前RISC-V基金会成员已有235家, 包含国际知名的系统公司、半导体公司、 硅智财公司、软硬件发展工具公司及伯克利、MIT等名校。比如国内的阿里巴巴、华米、乐心等都加入了RISC-V基金会。基金会会负责维护标准的RISC-V架构和编译器等CPU所需的软件工具链，任何组织和个人可以随时在RISC-V基金会网站上免费下载。 从RSIC-V的指令手册中，我截图了它最新的指令集图卡，当然书中也给出了指令集图卡，拍照有点模糊，所以我找了电子档的RSIC-V指令手册，并截图给大家看一看， 如下： 本书第4章单独把中断和异常拉出来讲，玩过单片机的都知道，中断是精髓，不能什么事情都在while里面轮询吧，也不可能所有事情都能轮询，单片机的各种中断就是其特点所在。玩的溜不溜就看你对某款IC的中断熟悉不熟悉咯。还有异常也是要了解一下的，栈溢出或者硬件异常，都会进入其异常中断，这个给调试带来了很大帮助的。 本书第5章到第7章是简单介绍了一款E203蜂鸟开发板，是一款把RSIC-V内核做到FPGA里面，可以理解为一款带有最原始RSIC-V芯片的开发板。E203开发板是基于开源的Freedom E310Soc平台的开发板。FreedomE300平台是由SiFive公司推出，SiFive公司是由美国加州大学伯克利分校发明RSIC-V架构的几个主要发起人创办的公司，力图加速RSIC-V的推广。 本书第8章和第9章介绍了编译的过程以及GCC工具链的使用，当然也都是针对E203蜂鸟而言的。这里对交叉编译开发感兴趣的同学可以读一读，或者一直使用IDE开发，没有使用过交叉编译开发的同学可以了解一下。毕竟RSIC-V成熟的IDE支持在后续的13章里面介绍，如果不感兴趣的同学可以直接去阅读13章，所以交叉编译开发还是有必要的。 本书第10章是介绍关于RSIC-V汇编的相关知识。相信很多从事8051开发的大大们对汇编还是很熟悉的，本人没有用汇编正式做过产品，对汇编还是敬而远之的，还是希望用C来做开发，当然对汇编了解一下也是应该的，毕竟它是最直接的方式。 本书第11章开始，到最后14章，都是基于E203蜂鸟开发板，介绍针对RSIC-V的一些实战应用，从GPIO的控制，到最后的RTOS的移植，可以细细品味，为后续实战RSIC-V的某款IC做好准备。 看完全书，肯定有种跃跃欲试的冲动，但是说一句E203的体验成本还是有点高的，听闻国内GD等大厂已经推出了RSIC-V的IC了，应该不久的将来，性价比更高的学习平台也会出现，当然，更多的教程也会有。但是，这一切都是源于这本《RISC-V架构与嵌入式开发快速入门》对我的启蒙。燃起我对RSIC-V兴趣，感谢作者，同时也感谢面包板组织了这么好一个活动。或许很多年以后，RSIC-V已经占据一定份额的时候，这次的活动，仍然会被我们工程师聚聚们津津乐道。 希望RSIC-V是一位强有力的挑战者，也是国产IC一种新的思路。