RISC-V 简介（1）RISC-V的由来

RISC-V 简介（1）RISC-V的由来

1.指令集架构

指令集架构(Instruction Set Architecture, ISA)，是一种抽象模型，包括指令集，寄存器，内存处理，寻址模式，中断和异常处理，以及外部的I/0接口。指令集包括一系列的操作码(opcode)，或机器码(machine code)，以及特定处理器执行的基本命令。ISA以不依赖于其实现特性方式，指定了在其实现上运行机器码的行为。中央处理器(central processing unit, CPU)可以看作是ISA的实现。

ISA可以有很多种不同的方式分类，最为广泛的分类是根据其架构的复杂性，可分为复杂指令集电脑(complex instruction set computer ,CISC)和精简指令集电脑(reduced instruction set computer ,RISC)。众所周知的CISC微处理器/控制器包括Motorola(摩托罗拉)6800，Intel(英特尔) 8080和X86系列。基于RISC设计的架构有ARM，RISC-V，MIPS等。CISC的特点是重视硬件，包括一些多时钟周期的复杂指令，容易产生语义鸿沟，代码量小。RISC的特点是偏向重视软件，结构简单，只包括单时钟周期的精简指令，代码量大。总的来说，CISC是将指令数量降低，牺牲了每个指令消耗的时钟周期，而RISC以多个指令数的代价，极大减少了每个指令的周期。RISC的策略带来了一些非常重要的优势，即相较于CISC，单时钟周期的指令需要更少的晶体管硬件空间，从而为通用寄存器留出更多空间。

然而ISA的推广程度不仅取决于架构的优异，也依赖于商业化的程度。RISC虽然具有很多的优势，但由于缺乏软件支持，RISC芯片发展是滞后于CISC的。没有商业利益，很多开发商公司也无法大批量生产RISC芯片，从而降低其价格，使其更有竞争力。

2.RISC-V 指令集的由来

RISC-V架构由美国加州大学伯克利分校的Krste Asanovic 教授，Andrew Waterman和Yunsup Lee 等人于2010发明的开源指令集，并得到图灵奖获得者David Patterson教授的帮助和支持。美国加州大学伯克利分校被称为“电子工程师的摇篮”，在很多电子工程方面的研究世界领先。当时Krste Asanovic 教授在教授一门CPU架构课时，在选择X86和ARM之间摇摆，希望通过更好的选择，来达到更好的教学效果。然而，在经过深入的研究市面上已有的CPU后，他决定自己去带领研发一款新的架构。与其他ISA相比，RISC-V不需要任何人或公司因为设计，生产和销售RISC-V架构的芯片而支付专利费。目前已经发展到第五代，因此又称为RISC-V(V–five)，由于同期矢量指令的版本草案的发布，也可 以将V解释成Vector。

2017年5月，RISC-V发布了版本2.22的用户空间的指令集(user space ISA)，而特权指令集(privileged ISA)也处在草案版本1.10。2019年12月13日更新了非特权指令集2.2版本（即早期的用户空间指令集），特权指令集1.11版本，调试指令集0.13.2版本。这三个版本是目前的最新版。

3.推出RISC-V的源动力

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4.RISC-V的特点

RISC-V主要有两个特点：......

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