當前，雖然全球微處理器指令集架構被Arm和Intel x86壟斷，但是2010年在伯克利大學誕生的RISC-V指令集，有望打破這一格局，給中國處理器IP帶來“自主可控”的發展契機，尤其對于消費類、IoT等嵌入式應用，RISC-V更像是一道“曙光”！現在，許多高校已經開始將RISC-V用于教學，科技巨頭紛紛宣布支持RISC-V，并且涌現出了一批初創的科技公司。目前，雖然RISC-V 架構技術還在發展階段，各家芯片平臺也在開發和完善之中，但是RISC-V應用終將落地。中國集成電路老前輩許居衍院士指出：RISC-V當前最適合用于IoT之類的“看不見的計算”中，現在看來RISC-V要形成生態，希望很可能在中國。

　　在這樣的契機下，嵌入式系統聯誼會舉辦的首次技術沙龍聚焦于RISC-V嵌入式開發這一主題。正如嵌入式聯誼會秘書長何小慶所言：希望更多產業和學術界的年輕朋友同大家分享自己對RISC-V的觀點和研究成果，更好地促進RISC-V在嵌入式產業的應用。

嵌入式聯誼會秘書長何小慶

　　RISC-V與RUST相遇，引發操作系統教學新嘗試

　　清華大學計算機系 陳渝副教授

　　作為研究操作系統的老師，陳老師認為，RISC-V精簡指令集聽起來屬于硬件范疇，但是其實RISC-V與軟件有很大的相關性，因為作為重要系統軟件的操作系統負責對硬件進行管理和控制，以實現對上層應用的支持。

　　陳老師介紹，不同學校計算機系對操作系統課程教學的要求存在差異，有的只要求會用，有的卻需要懂得操作系統。清華大學的操作系統課程目標是希望學生能夠用一種高級語言在某一種CPU上實現操作系統的設計。陳老師在多年的操作系統教學實踐中，一直在做不同的嘗試，比如在x86、MIPS、Arm上實現，直到2017年，發現RISC-V是一個很不錯的選擇。RISC-V本身來源于學校，已經經過長期的探索，而且它是開源的，學生可以接觸到關于它的所有信息（不像x86和Arm，很難深入了解更多細節），所以更容易在其上開發應用軟件和操作系統。

　　關于為什么選擇RUST作為RISC-V的開發語言，陳老師這樣解釋：雖然現在大多數的操作系統選用C語言開發，但是還是存在潛在的安全問題，所以目前國外很多學校也都在探索使用C語言之外的語言做開發，比如MIT嘗試使用Go語言。鑒于RUST不僅有嚴格的安全約束，可以把編譯時約束轉移到運行時，而且允許程序員顯式地指出?安全（unsafe塊），并使用安全封裝和管理不安全，所以才選擇了RUST。

　　經過兩年的教學實踐，陳老師表示在RISC-V上開發操作系統還是非常有優勢的，比如有的同學在32位環境下開發的系統，只需要微小的改動（一兩天的工作量）就可以移植到64位上，說明RISC-V在硬件架構設計上已經做了軟件的一致性考慮。

　　RISC-V定制處理器助力四足機器人設計

　　北京工業大學碩士研究生  蔡琳琳

　　雖然RISC離大規模商用還有一定的距離，但是在高校已經有了很多研究和應用。蔡琳琳解釋了她所做的四足機器人課題選用RISC-V架構的原因：原來對于四足機器人的控制會選用單片機，因為其外圍設備資源不足，要實現復雜的功能時就會有很多困難，而采用RISC-V后可以對處理器進行定制，所實現的功能會更加完善。

　　在北工大韓德強老師指導下，蔡琳琳設計的四足機器人原來是采用Arm架構處理器控制的，現在采用基于RISC-V架構的定制處理器實現。雖然在功能實現方面區別不大，但是采用Arm架構處理器時，其PWM引腳是由軟件模擬實現的，而現在則是由硬件實現，效率和精度都得到了很大提升。

　　RISC-V是中國處理器產業的最后一次機會

　　芯來科技創始人，著名RISC-V技術推廣者 胡振波

　　作為著名的RISC-V技術推廣者和國內第一顆RISC-V開源處理器蜂鳥E203的作者，芯來科技創始人胡振波對RISC-V有著深刻和獨到的理解。他認為，在后摩爾時代，因為摩爾定律和登納德縮放定律的相繼失效，通用處理器逐漸無法滿足對整體系統能效比的追求，因此基于領域的架構設計(Design Specific Architecture)設計理念逐漸成為共識和趨勢。系統公司、互聯網巨頭開始全面造芯，更多軟硬件結合的差異化創新正在誕生，芯片也在呈現出類似互聯網服務化的趨勢。傳統處理器指令集架構(ISA, Instruction Set Architecture)承載著軟硬件接口作用，但是各個公司又是封閉性的， 在開發中多種編程模型共存，需要嵌入式開發人員掌握多種硬件架構、多種編程模型， 降低了產品開發的效率，并且由于指令集不能擴展，也難以把硬件擴展和處理器微架構緊密結合在一起，因此無法進一步提升性能。更為關鍵的是，找到和培養具備對不同硬件架構編程能力的程序員成本很高，給公司發展帶來很多困難。

　　而RISC-V具有4個特點，分別是簡單和一致性、學校和產業能夠無縫對接、開放的可擴展性以及編程效率高，正好可以解決嵌入式開發中的很多痛點。RISC-V的開放性決定了它不再只是針對某種應用，而是能夠滿足很多應用領域的不同需求，因此會得到更多大型公司和社區的支持，生態系統發展得更為迅速；RISC-V的平民化讓更多工程師可以接觸到，并迅速應用于億萬級的物聯網市場。

　　x86和Arm時代，中國只是處理器的應用市場，雖然一直想要彎道超車，但終未實現。胡振波認為，RISC-V是中國處理器產業的一次機會，而且很可能是最后一次機會。芯來科技主要專注于RISC-V處理器研發，為客戶提供處理器IP和相關解決方案，目前已經發布了面向AIoT的超低功耗產品線，正在研發面向邊緣計算的更高性能、帶矢量加速的產品線，并積極和上下游合作伙伴一起共同拓展更加廣闊的市場。 胡振波希望通過自己和業界的共同努力，幫助中國本土處理器產業抓住這次難得的機會！

　　RISC-V發展的關鍵在于軟件和生態系統

　　恩智浦（中國）管理有限公司系統工程總監 王朋朋

　　王朋朋擁有多年的嵌入式系統應用開發經驗，她清楚地了解工程師在開發過程中需要很多資源，包括文檔、開發工具、軟件支持包、硬件參考資料、參考解決方案、設計公司協作開發、人力技術支持以及培訓資源等。正因如此，王總監認為，RISC-V要推廣到MCU中，難點其實不在芯片，而是軟件和生態系統的建設。王總監透露，恩智浦現在已經是RISC-V基金會的白金會員，就是希望憑借公司在產業界多年的積累和影響力來促進RISC-V生態系統的發展，而不僅僅是推出采用RISC-V架構的芯片。

　　為了幫助RISC-V建立起一個強大的生態系統，恩智浦在RISC-V生態建設方面做了很多工作：建立了一個面向所有開源ISA愛好者的非盈利性的RISC-V社區（www.open-isa.org），這個社區向所有生態合作伙伴開放，全球開發者可以在這里分享創意和經驗，5月份www.open-isa.cn <http://www.open-isa.cn>也會上線，便于中國開發者討論和學習；推出了兩個RISC-V開發板，一個是VEGAboard，擁有雙RISC-V核芯片和兼容Arduino接口的開發板，另一個是專門針對中國大陸定制的織女星開發板，比VEGAboard更易用；主辦RISC-V應用設計大賽，推動以RISC-V為基礎的MCU應用生態的建設，讓國內廣大的MCU應用開發人員更加深入地理解和體驗RISC-V將會怎樣影響他們的未來，以此促進RISC-V應用的普及。

　　用RISC-V做開發，面對的開發環境依然熟悉

　　恩智浦（中國）管理有限公司高級系統工程師 劉華東

　　在做了多年基于Arm架構的處理器開發后，劉華東開始研究RISC-V，他從工程師的視角給大家詳細闡述了基于RISC-V指令集做開發與使用以前熟悉的嵌入式開發環境的不同之處。

　　首先，RISC-V  MCU是基于GNU GCC RISC-V交叉工具鏈做開發的，編譯工具為Cmake,可以提高編譯效率，而Arm架構處理器選用的是Makefile。其次，調試軟件采用OpenOCD，只要所連接的硬件調試器支持標準的JTAG協議，就可以直接使用，如果是已經習慣于Linux的用戶，可以繼續使用命令行方式開發環境。劉華東介紹，其實很多嵌入式工程師對IAR和Keil非常熟悉，所以RISC-V社區提供了Eclipse集成開發環境，在標準Eclipse基礎上添加了插件，并且針對RISC-V開發做了優化，與工程師原來所熟悉的開發調試環境非常類似。

　　在介紹了恩智浦推出的VEGAboard和織女星開發板結構之后，劉華東詳細介紹了RV32M1內核，這是一個異構4核MCU，包括兩個RISC-V內核（一個RI5CY核和一個ZERO_RISCY核）和兩個Arm內核（一個Cortex-M4F核和一個Cortex-M0+核），單芯片就可運行BLE、Mesh/Thread/ZigBee協議，特別適合于超低功耗的移動設備。

　　IAR可以彌補RISC-V的商用短板

　　IAR Systems(China)中國區經理 盛磊

　　IAR是一個專業商用開發工具，而RISC-V開源社區已經有很多免費開源的開發工具了， 看似收費的IAR不會與RISC-V產生交集，但實際上IAR Systems是RISC-V基金會的成員，從三年前就開始研究RISC-V。盛磊解釋了RISC-V依然需要IAR的原因：一個芯片如果要實現商用，僅僅具有芯片性能優勢是沒有實質意義的，只有整個系統（包括處理器設計、主頻和編譯器）具備優勢，產品才會有競爭力?？梢灶A見的是如果僅采用免費的（如GCC等）開發工具，基于RISC-V指令集的處理器在整體系統性能上是無法與成熟的Arm架構產品競爭的。因此，RISC-V要走向市場，勢必需要與IAR結合。

　　盛磊介紹，目前IAR支持市場上常見的40多種架構的MCU，包括基于Arm內核的MCU和各個公司私有架構的MCU，今年還將會增加支持RISC-V的新產品，計劃6月份推出1.10商用版本給合作客戶，并且后續還會推出升級版本。

　　結 語

　　可見，無論是高校、芯片公司還是軟件公司，都對RISC-V寄予了厚望，并為之做了很多工作，這是帶給中國處理器產業的一道亮光，希望更多的公司參與到RISC-V生態系統的建設當中，幫助中國處理器產業抓住這次絕好的機會！

　　周末的下午，北京天氣晴好，北航校園依然熙熙攘攘，由聯誼會主辦北航出版社承辦的RISC-V 嵌入式開發技術沙龍， 吸引了來自高校、媒體、集成電路、嵌入式、IOT 和工業電子開發的70余人參加會議，IAR 和NXP 現場做了產品演示，與會者和發言人交流互動頻頻！

　　由國內知名學者和產業人士共同發起的嵌入式系統聯誼會,成立和運作已經11年了。嵌入式系統聯誼會為中國嵌入式系統不同學科領域的專家學者、工程技術人員、市場和科技媒體人士提供學術和產業信息交流的環境，是增進個人友誼的公益性科技沙龍機構。嵌入式系統聯誼會技術沙龍是聯誼會繼主題討論會形式外的一個新的嘗試，更側重專業化、年輕化和實戰性。