第48節 RISC-V晶片架構
1980年，米國加州大學伯克利分校，設計出了世界第一顆精簡指令集處理器RISC -I，也就是RISC晶片第一代架構，
這款RISC晶片構架的特點是:指令格式和長度通常是固定的（如ARM是32位的指令）、且指令和尋址方式少而簡單、大多數指令在一個周期內就可以執行完畢，指令是十分簡單有效，
相對於CISC晶片架構，其指令長度通常是可變的、指令類型也很多、一條指令通常要若干周期才可以執行完。並且，這些指令使用的頻率卻相差懸殊，大約有20%的指令會被反覆使用，占整個程序代碼的80%。
而餘下的80%的指令卻不經常使用，在程序設計中只占20%，在指令設計上十分不合理，非常複雜，
…
所以，當RISC晶片架構出現後，後續研發新的處理器體系結構都或多或少地參考採用了RISC的概念，甚至有些典型的CISC處理機中也採用了些RISC設計概念，比如英特爾公司的80486、Pentium等系列晶片。
而在RISC基礎上研發最成功，第一個商業化的實例就是ARM，
雖然說ARM是從RISC晶片架構的基礎發展出來的，但是，內核指令集已經完全不同於RISC晶片架構，
因為ARM處理器除了本身是32位設計，同時也配備16位指令集，這樣的話，提高了晶片性能和靈活性，
所以，ARM晶片架構是非常有特色，根據不同用途，研發出不同型號的處理器架構，所以，ARM晶片架構除了不適用在電腦晶片上，基本壟斷了所有的電子產品的領域，非常強大!!!
在21世紀，即使強大的世界一線晶片商：高通，水果，三木桑，研發的晶片基本都是採用ARM晶片架構，
這也是ARM強大之處，特別，是在21世紀人工智慧時代，ARM架構基本處於絕對壟斷地位，無可替代！！！
…
重生前的李飛，在千禧年前是身在米國，也注意到了ARM在RISC晶片架構的商業化取得了成功，並在千禧年回到華夏國後，準備以RISC架構，開發手機晶片，
只不過當時短視行為，在堅持了不到5年時間，就放棄了RISC架構，全面轉向ARM架構，
…
直到2010年，由加州大學伯克利分校的研究團隊，設計出新的指令集架構。也就是說，RISC-V架構誕生了。
而RISC-V 的「V」包含兩層意思，一是這是從1980年研發第一代RISC -I，再到第五代指令集架構，二是它代表了變化（variation）和向量（vectors）。
研發出RISC-V晶片架構是免費開源的，無需付費授權，允許使用者修改和重新發布開原始碼，也允許基於開原始碼開發商業軟體發布和銷售。
…
除了RISC–V免費開源的優點，還有就是RISC-V架構的指令數目非常的簡潔。基本的RISC-V指令數目僅有40多條，加上其他的模塊化擴展指令總共幾十條指令。並且，RISC-V的規範文檔僅有145頁，而特別架構文檔的篇幅也僅為91頁
相對於X86和ARM指令數目和規範文檔，指令多得無法計算，並且不同架構型號，指令也互不兼容，其規範文檔多達上千頁...
…
總之，RISC–V晶片架構是非常不錯的，可以根據具體晶片需求，可以選擇適合的指令集做出不同的指令集架構。基於RISC-V指令集架構可以設計伺服器CPU，家用電器cpu，工控cpu和用在比指頭小的傳感器中的cpu。
…
隨著RISC-V晶片架構出現後，晶片相關的研發工具也越來越完善，例如編譯工具鏈，仿真工具等，
...
不過，現實比較遺憾的是，在21世紀，國內由於RISC-V晶片生態鏈的問題，在晶片商業化上，完全比不了ARM晶片架構，晶片設計公司很少以RISC-V晶片架構去設計研發晶片，
這樣的話，就造成了RISC-V晶片只是在實驗室上…，在商用上還有很遠的路要走，
…
現在李飛重生到1996年，可以彌補這種遺憾，
要知道，現在的ARM還處於迷茫期，大約一年後的時間，ARM才好轉，開始盈利，
…
重生到1996年後，李飛有的是時間和資金，只要積累原始的資金足夠後，馬上招聘研發人員，進行RISC晶片架構研發，
像ARM一樣，在RISC晶片架構的基礎上進行研發時，既保留RISC晶片架構簡單直接的優點，也要擁有自己獨特的晶片架構內核，
…
想到這裡，李飛稍微舒鬆一口氣，因為現在重生了，還有機會去完成在重生前的遺憾，沒有堅持對RISC晶片架構研發。
不過，研發RISC晶片架構，最關鍵的是需要大量的晶片商用，在不同電子電器設備上，廣泛地應用，所以，也只能一步一步踏踏實實地區完成，
於是，李飛拿起辦公桌子上的茶杯，喝了一口茶，整個人都輕鬆許多，把茶杯輕輕地放在辦公桌上後，再打開IBM筆記本，
打開IBM筆記本後，再點擊EDA晶片設計軟體Cadence，那麼，正式的開始在FM晶片，添加顯示和時鐘模塊電路，
由於Cadence的元器件庫是自帶晶體電路的，而裡面自帶的晶體電路是非常標準的，可以說是與晶片製造工廠同步的，所以，只需要直接添加到FM晶片內部電路上就可以，
接下來，就是要做就是軟體仿真，如同上次FM晶片設計時，對新添加的顯示和時鐘晶體電路進行仿真，驗證設計是否有缺陷…
…
一系列仿真驗證確定重新設計晶片合格後，就基本可以直接生產了，
（註：RISC-V晶片架構並不是CPU處理器設計方案，RISC-V只是一個指令集架構，定義了一個指令的標準，可以按照這個指令標準去做CPU處理器。）
…
這款FM晶片只是添加顯示和時鐘電路，本來就可以直接量產，但李飛作為一個晶片研發工程師，還是選擇一步一步地來，對晶片流片一次，
不過，這次新FM晶片流片的費用不高，與上次FM晶片流片相比，因為晶片電路沒有作更改，只是添加了新功能!
需要注意的是，這次FM晶片有添加新功能，需要升級版本號，從V1.0升級到V2.0-，並在晶片的datasheet做好工程記錄說明，以便區別，
這款RISC晶片構架的特點是:指令格式和長度通常是固定的（如ARM是32位的指令）、且指令和尋址方式少而簡單、大多數指令在一個周期內就可以執行完畢，指令是十分簡單有效，
相對於CISC晶片架構，其指令長度通常是可變的、指令類型也很多、一條指令通常要若干周期才可以執行完。並且，這些指令使用的頻率卻相差懸殊，大約有20%的指令會被反覆使用，占整個程序代碼的80%。
而餘下的80%的指令卻不經常使用，在程序設計中只占20%，在指令設計上十分不合理，非常複雜，
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所以，當RISC晶片架構出現後，後續研發新的處理器體系結構都或多或少地參考採用了RISC的概念，甚至有些典型的CISC處理機中也採用了些RISC設計概念，比如英特爾公司的80486、Pentium等系列晶片。
而在RISC基礎上研發最成功，第一個商業化的實例就是ARM，
雖然說ARM是從RISC晶片架構的基礎發展出來的，但是，內核指令集已經完全不同於RISC晶片架構，
因為ARM處理器除了本身是32位設計，同時也配備16位指令集，這樣的話，提高了晶片性能和靈活性，
所以，ARM晶片架構是非常有特色，根據不同用途，研發出不同型號的處理器架構，所以，ARM晶片架構除了不適用在電腦晶片上，基本壟斷了所有的電子產品的領域，非常強大!!!
在21世紀，即使強大的世界一線晶片商：高通，水果，三木桑，研發的晶片基本都是採用ARM晶片架構，
這也是ARM強大之處，特別，是在21世紀人工智慧時代，ARM架構基本處於絕對壟斷地位，無可替代！！！
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重生前的李飛，在千禧年前是身在米國，也注意到了ARM在RISC晶片架構的商業化取得了成功，並在千禧年回到華夏國後，準備以RISC架構，開發手機晶片，
只不過當時短視行為，在堅持了不到5年時間，就放棄了RISC架構，全面轉向ARM架構，
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直到2010年，由加州大學伯克利分校的研究團隊，設計出新的指令集架構。也就是說，RISC-V架構誕生了。
而RISC-V 的「V」包含兩層意思，一是這是從1980年研發第一代RISC -I，再到第五代指令集架構，二是它代表了變化（variation）和向量（vectors）。
研發出RISC-V晶片架構是免費開源的，無需付費授權，允許使用者修改和重新發布開原始碼，也允許基於開原始碼開發商業軟體發布和銷售。
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除了RISC–V免費開源的優點，還有就是RISC-V架構的指令數目非常的簡潔。基本的RISC-V指令數目僅有40多條，加上其他的模塊化擴展指令總共幾十條指令。並且，RISC-V的規範文檔僅有145頁，而特別架構文檔的篇幅也僅為91頁
相對於X86和ARM指令數目和規範文檔，指令多得無法計算，並且不同架構型號，指令也互不兼容，其規範文檔多達上千頁...
…
總之，RISC–V晶片架構是非常不錯的，可以根據具體晶片需求，可以選擇適合的指令集做出不同的指令集架構。基於RISC-V指令集架構可以設計伺服器CPU，家用電器cpu，工控cpu和用在比指頭小的傳感器中的cpu。
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隨著RISC-V晶片架構出現後，晶片相關的研發工具也越來越完善，例如編譯工具鏈，仿真工具等，
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不過，現實比較遺憾的是，在21世紀，國內由於RISC-V晶片生態鏈的問題，在晶片商業化上，完全比不了ARM晶片架構，晶片設計公司很少以RISC-V晶片架構去設計研發晶片，
這樣的話，就造成了RISC-V晶片只是在實驗室上…，在商用上還有很遠的路要走，
…
現在李飛重生到1996年，可以彌補這種遺憾，
要知道，現在的ARM還處於迷茫期，大約一年後的時間，ARM才好轉，開始盈利，
…
重生到1996年後，李飛有的是時間和資金，只要積累原始的資金足夠後，馬上招聘研發人員，進行RISC晶片架構研發，
像ARM一樣，在RISC晶片架構的基礎上進行研發時，既保留RISC晶片架構簡單直接的優點，也要擁有自己獨特的晶片架構內核，
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想到這裡，李飛稍微舒鬆一口氣，因為現在重生了，還有機會去完成在重生前的遺憾，沒有堅持對RISC晶片架構研發。
不過，研發RISC晶片架構，最關鍵的是需要大量的晶片商用，在不同電子電器設備上，廣泛地應用，所以，也只能一步一步踏踏實實地區完成，
於是，李飛拿起辦公桌子上的茶杯，喝了一口茶，整個人都輕鬆許多，把茶杯輕輕地放在辦公桌上後，再打開IBM筆記本，
打開IBM筆記本後，再點擊EDA晶片設計軟體Cadence，那麼，正式的開始在FM晶片，添加顯示和時鐘模塊電路，
由於Cadence的元器件庫是自帶晶體電路的，而裡面自帶的晶體電路是非常標準的，可以說是與晶片製造工廠同步的，所以，只需要直接添加到FM晶片內部電路上就可以，
接下來，就是要做就是軟體仿真，如同上次FM晶片設計時，對新添加的顯示和時鐘晶體電路進行仿真，驗證設計是否有缺陷…
…
一系列仿真驗證確定重新設計晶片合格後，就基本可以直接生產了，
（註：RISC-V晶片架構並不是CPU處理器設計方案，RISC-V只是一個指令集架構，定義了一個指令的標準，可以按照這個指令標準去做CPU處理器。）
…
這款FM晶片只是添加顯示和時鐘電路，本來就可以直接量產，但李飛作為一個晶片研發工程師，還是選擇一步一步地來，對晶片流片一次，
不過，這次新FM晶片流片的費用不高，與上次FM晶片流片相比，因為晶片電路沒有作更改，只是添加了新功能!
需要注意的是，這次FM晶片有添加新功能，需要升級版本號，從V1.0升級到V2.0-，並在晶片的datasheet做好工程記錄說明，以便區別，