全面认识RISC-V指令集
- 指令集的7个评价标准
- 成本, 简洁, 性能, 架构与实现分离, 提升空间, 代码大小, 易于编程/编译/链接
- RISC-V的最大特点 - 通过模块化应对不同的应用场景
- 指令扩展可自由组合 - 嵌入式(RV32E, RV32IC), 教学(RV64IMA), 桌面(RV64GC), 高性能(RV64GCBV)
- 通过自定义指令的模块化解决生态碎片化问题
- 用起来像是定长的变长指令集
- RISC-V指令集的若干设计案例
- 指令格式, 非法指令, 立即数符号扩展, 立即数编码方式…
- 从计算机系统软硬件协同的视角理解指令集
- RISC-V的设计对软硬件设计有何影响
AM是个多源文件的项目, 需要了解链接
- 现代工具链以源文件为单位进行编译/汇编, 然后链接成可执行文件
- 但编译/汇编都无法处理跨节的函数和数据引用
- 链接 = 符号解析 + 重定位
- 符号解析 = 将符号的引用与符号的定义建立关联
- 重定位 = 合并相同的节, 确定符号的最终地址, 并将其填写到引用处
// main.c
#include <stdio.h>
int a = 0, b = 0;
extern void f(), g();
int main() {
f(); printf("a = %d(0x%08x), b = %d(0x%08x)\n", a, a, b, b);
g(); printf("a = %d(0x%08x), b = %d(0x%08x)\n", a, a, b, b);
return 0;
}// f.c
void f() { extern float a; a = -1.0; }
// g.c
void g() { extern double a; a = -1.0; }运行输出结果:
a = -1082130432(0xbf800000), b = 0(0x00000000)
a = 0(0x00000000), b = -1074790400(0xbff00000)+IOE, 支持输入输出的计算机系统
- 物理世界
- 用户操作设备
- 设备的电气部分
- 将用户的操作转换成电气信号
- 设备的数字部分
- 将模拟信号转换成数字信号, 通过设备寄存器提供设备功能的抽象
- CPU I/O指令
- 访问这些设备寄存器, 让数字信号变成指令的操作数
- AM的IOE抽象
- 进一步提供I/O指令和常用设备的抽象
- 程序
- 用IOE的API编程, 实现游戏
DRAM - 存储密度更大的随机存储器
- DRAM是主流的存储技术, 存储密度大, 但需要定时刷新
- 定时刷新逻辑放在DRAM颗粒内部 - PSRAM颗粒
- 串行PSRAM只有8个引脚 - 基础SPI, Dual SPI, Quad SPI, QPI
- 定时刷新逻辑放在DRAM控制器 - SDRAM颗粒
- 内部是个高维结构: 存储单元 -> 存储字 -> 行 -> 存储体 -> 颗粒
- 内存条 = 对颗粒进行位扩展(面, rank)和字扩展(通道, channel)
- 定时刷新逻辑放在DRAM颗粒内部 - PSRAM颗粒
- 优化程序运行效率 - 二级bootloader = FSBL + SSBL
NVBoard + ysyxSoC + NPC + RISC-V + AM + RT-Thread + FCEUX = 计算机系统!
性能bug
- 使用profiler发现性能瓶颈
- 了解程序的运行时间都花在哪里
99.99% 0.00% callgraph [unknown]
|
---0x64e258d4c544155
__libc_start_main
main
|
|--58.81%--A
| |
| |--23.57%--C
| |
| --23.52%--B
| |
| --11.78%--C
|
|--23.51%--B
| |
| --11.78%--C
|
--11.79%--C
建立了更完整的计算机软硬件系统栈
NVBoard + ysyxSoC + NPC + RISC-V + AM + RT-Thread + FCEUX
- 你可以知道超级玛丽中的像素是如何显示在NVBoard的屏幕上的
建立了相对完整的处理器前端设计流程
和业界现有的流程非常类似, 只不过使用开源组件
- 不少工具作为作业, 更能让大家体会相应步骤的意义
即将启用新的学习阶段划分方案
预学习阶段还分F阶段和E阶段
在你们的后方: 初中生来了
北京一零一中学的初中生尝试学习 “一生一芯”
