手把手教你設計CPU RISC-V處理器篇 通俗的語言係統介紹RISC-V處理器 處理器 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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鬍振波 著

圖書標籤:

• RISC-V
• CPU設計
• 處理器
• 計算機體係結構
• 數字邏輯
• Verilog
• FPGA
• 嵌入式係統
• 硬件設計
• 教學

店鋪： 經綸風圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115480521

商品編碼：28502235803

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2018-05-01

字數：598

內容介紹
本書是一本介紹通用CPU設計的入門書，以通俗的語言係統介紹瞭CPU和RISC-V架構，力求為讀者揭開CPU設計的神秘麵紗，打開計算機體係結構的大門。 本書共分為四部分。*一部分是CPU與RISC-V的綜述，幫助初學者對CPU和RISC-V快速地建立起認識。*二部分講解如何使用Verilog設計CPU，使讀者掌握處理器核的設計精髓。第三部分主要介紹蜂鳥E203配套的SoC和軟件平颱，使讀者實現蜂鳥E203 RISC-V處理器在FPGA原型平颱上的運行。第四部分是附錄，介紹瞭RISC-V指令集架構，輔以作者加入的背景知識解讀和注解，以便於讀者理解。 本書不僅適閤CPU或芯片設計相關從業者閱讀使用，也適閤作為大中專院校相關師生學習RISC-V處理器設計（使用Verilog語言）和CPU設計的指導用書。

作者介紹
鬍振波，上海交通大學電子工程係本科、微電子學院碩士。擁有業界多年ASIC和CPU設計與驗證經驗，先後在Marvell任職ARM架構CPU設計*級工程師、在Synopsys任職研發經理、在比特大陸任職IC設計總監、在武漢聚芯微電子任職架構師，現緻力於推動RISC-V架構在國內的傳播和發展。

關聯推薦
以通俗的語言係統介紹RISC-V處理器的相關內容，力求為讀者揭開CPU設計的神秘麵紗，打開計算機體係結構的大門
目錄

第 一部分 CPU與RISC-V綜述

第 1章 一文讀懂CPU之三生三世 2
1.1　眼看他起高樓，眼看他宴賓客，眼看他樓塌瞭——CPU眾生相 3
1.1.1 ISA——CPU的靈魂 4
1.1.2 CISC與RISC 5
1.1.3 32位與64位架構 6
1.1.4 ISA眾生相 6
1.1.5 CPU的領域之分 10
1.2　ISA請扛起這口鍋——為什麼國産CPU尚未足夠成功 12
1.2.1 MIPS係——龍芯和君正 12
1.2.2 x86係——北大眾誌、兆芯和海光 13
1.2.3 Power係——中晟宏芯 13
1.2.4 Alpha係——申威 14
1.2.5 ARM係——飛騰、華為海思、展訊和華芯通 14
1.2.6 背鍋俠ISA 15
1.3　人生已是如此艱難，你又何必拆穿——CPU從業者的無奈 17
1.4　無敵是多麼寂寞——ARM統治著的世界 18
1.4.1 獨樂樂與眾樂樂——ARM公司的盈利模式 18
1.4.2 小個子有大力量——無處不在的Cortex-M係列 21
1.4.3 移動*者——Cortex-A係列在手持設備領域的巨大成功 23
1.4.4 進擊的巨人——ARM進軍PC與服務器領域的雄心 25
1.5　東邊日齣西邊雨，道是無晴卻有晴——RISC-V登場 25
1.6　原來你是這樣的“薯片”——ARM的免費計劃 28
1.7　舊時王謝堂前燕，飛入尋常百姓傢——你也可以設計自己的處理器 28
第 2章 大道到簡——RISC-V架構之魂 29
2.1　簡單就是美——RISC-V架構的設計哲學 30
2.1.1 無病一身輕——架構的篇幅 30
2.1.2 能屈能伸——模塊化的指令集 32
2.1.3 濃縮的都是精華——指令的數量 32
2.2　RISC-V指令集架構簡介 33
2.2.1 模塊化的指令子集 33
2.2.2 可配置的通用寄存器組 34
2.2.3 規整的指令編碼 34
2.2.4 簡潔的存儲器訪問指令 34
2.2.5 高效的分支跳轉指令 35
2.2.6 簡潔的子程序調用 36
2.2.7 無條件碼執行 37
2.2.8 無分支延遲槽 37
2.2.9 零開銷硬件循環 38
2.2.10 簡潔的運算指令 38
2.2.11 優雅的壓縮指令子集 39
2.2.12 特權模式 40
2.2.13 CSR寄存器 40
2.2.14 中斷和異常 40
2.2.15 矢量指令子集 40
2.2.16 自定製指令擴展 41
2.2.17 總結與比較 41
2.3　RISC-V軟件工具鏈 42
2.4　RISC-V和其他開放架構有何不同 44
2.4.1 平民英雄——OpenRISC 44
2.4.2 豪門顯貴——SPARC 44
2.4.3 名校優生——RISC-V 45
第3章 亂花漸欲迷人眼——盤點RISC-V商業版本與開源版本 46
3.1　各商業版本與開源版本綜述 47
3.1.1 Rocket Core（開源） 47
3.1.2 BOOM Core（開源） 49
3.1.3 Freedom SoC（開源） 50
3.1.4 LowRISC SoC（開源） 50
3.1.5 PULPino Core and SoC（開源） 50
3.1.6 PicoRV32 Core（開源） 51
3.1.7 SCR1 Core（開源） 51
3.1.8 ORCA Core（開源） 51
3.1.9 Andes Core（商業IP） 52
3.1.10 Microsemi Core（商業IP） 52
3.1.11 Codasip Core（商業IP） 53
3.1.12 蜂鳥E200 Core與SoC（開源） 53
3.2　總結 53
第4章 開源RISC-V——蜂鳥E200係列超低功耗Core與SoC 54
4.1　與眾不同的蜂鳥E200處理器 55
4.2　蜂鳥E200簡介——蜂鳥雖小，五髒俱全 56
4.3　蜂鳥E200型號係列 57
4.4　蜂鳥E200性能指標 58
4.5　蜂鳥E200配套SoC 59
4.6　蜂鳥E200配置選項 60

*二部分 手把手教你使用Verilog設計CPU

第5章 先見森林，後觀樹木——蜂鳥E200設計總覽和頂層介紹 65
5.1　處理器硬件設計概述 66
5.1.1 架構和微架構 66
5.1.2 CPU、處理器、Core和處理器核 66
5.1.3 處理器設計和驗證的特點 66
5.2　蜂鳥E200處理器核設計哲學 67
5.3　蜂鳥E200處理器核RTL代碼風格介紹 68
5.3.1 使用標準DFF模塊例化生成寄存器 68
5.3.2 推薦使用assign語法替代if-else和case語法 70
5.3.3 其他若乾注意事項 71
5.3.4 小結 72
5.4　蜂鳥E200模塊層次劃分 72
5.5　蜂鳥E200處理器核源代碼 73
5.6　蜂鳥E200處理器核配置選項 73
5.7　蜂鳥E200處理器核支持的RISC-V指令子集 74
5.8　蜂鳥E200處理器流水綫結構 74
5.9　蜂鳥E200處理器核頂層接口介紹 74
5.10　總結 77
第6章 流水綫不是流水賬——蜂鳥E200流水綫介紹 78
6.1　處理器流水綫概述 79
6.1.1 從經典的五級流水綫說起 79
6.1.2 可否不要流水綫——流水綫和狀態機的關係 81
6.1.3 深處種菱淺種稻，不深不淺種荷花——流水綫的深度 81
6.1.4 嚮上生長——越來越深的流水綫 82
6.1.5 嚮下生長——越來越淺的流水綫 83
6.1.6 總結 83
6.2　處理器流水綫中的亂序 83
6.3　處理器流水綫中的反壓 84
6.4　處理器流水綫中的衝突 84
6.4.1 流水綫中的資源衝突 84
6.4.2 流水綫中的數據衝突 85
6.5　蜂鳥E200處理器的流水綫 86
6.5.1 流水綫總體結構 86
6.5.2 流水綫中的衝突 87
6.6　總結 87
第7章 萬事開頭難嗎—— 一切從取指令開始 88
7.1　取指概述 89
7.1.1 取指特點 89
7.1.2 如何快速取指 90
7.1.3 如何處理非對齊指令 91
7.1.4 如何處理分支指令 92
7.2　RISC-V架構特點對於取指的簡化 97
7.2.1 規整的指令編碼格式 97
7.2.2 指令長度指示碼放於低位 97
7.2.3 簡單的分支跳轉指令 98
7.2.4 沒有分支延遲槽指令 100
7.2.5 提供明確的靜態分支預測依據 100
7.2.6 提供明確的RAS依據 101
7.3　蜂鳥E200處理器的取指實現 101
7.3.1 IFU總體設計思路 102
7.3.2 Mini-Decode 103
7.3.3 Simple-BPU分支預測 105
7.3.4 PC生成 109
7.3.5 訪問ITCM和BIU 111
7.3.6 ITCM 115
7.3.7 BIU 116
7.4　總結 116
第8章 一鼓作氣，執行力是關鍵——執行 117
8.1　執行概述 118
8.1.1 指令譯碼 118
8.1.2 指令執行 118
8.1.3 流水綫的衝突 119
8.1.4 指令的交付 119
8.1.5 指令發射、派遣、執行、寫迴的順序 119
8.1.6 分支解析 121
8.1.7 小結 121
8.2　RISC-V架構特點對於執行的簡化 121
8.2.1 規整的指令編碼格式 122
8.2.2 優雅的16位指令 122
8.2.3 精簡的指令個數 122
8.2.4 整數指令都是兩操作數 122
8.3　蜂鳥E200處理器的執行實現 123
8.3.1 執行指令列錶 123
8.3.2 EXU總體設計思路 123
8.3.3 譯碼 124
8.3.4 整數通用寄存器組 130
8.3.5 CSR寄存器 133
8.3.6 指令發射派遣 134
8.3.7 流水綫衝突、長指令和OITF 139
8.3.8 ALU 145
8.3.9 高性能乘除法 157
8.3.10 浮點單元 158
8.3.11 交付 159
8.3.12 寫迴 159
8.3.13 協處理器擴展 160
8.3.14 小結 160
第9章 善始者實繁，剋終者蓋寡——交付 161
9.1　處理器交付、取消、衝刷 162
9.1.1 處理器交付、取消、衝刷簡介 162
9.1.2 處理器交付常見實現策略 163
9.2　RISC-V架構特點對於交付的簡化 164
9.3　蜂鳥E200處理器交付硬件實現 164
9.3.1 分支預測指令的處理 165
9.3.2 中斷和異常的處理 168
9.3.3 多周期執行指令的交付 169
9.3.4 小結 169
第 10章 讓子彈飛一會兒——寫迴 170
10.1　處理器的寫迴 171
10.1.1 處理器寫迴功能簡介 171
10.1.2 處理器寫迴常見策略 171
10.2　蜂鳥E200處理器的寫迴硬件實現 171
10.2.1 *終寫迴仲裁 172
10.2.2 OITF和長指令寫迴仲裁 174
10.2.3 小結 177
第 11章 哈弗還是比亞迪——存儲器架構 178
11.1　存儲器架構概述 179
11.1.1 誰說處理器一定要有緩存 179
11.1.2 處理器一定要有存儲器 180
11.1.3 ITCM和DTCM 182
11.2　RISC-V架構特點對於存儲器訪問指令的簡化 183
11.2.1 僅支持小端格式 183
11.2.2 無地址自增自減模式 183
11.2.3 無“一次讀多個數據”和“一次寫多個數據”指令 183
11.3　RISC-V架構的存儲器相關指令 184
11.3.1 Load和Store指令 184
11.3.2 Fence指令 184
11.3.3 “A”擴展指令 184
11.4　蜂鳥E200處理器存儲器子係統硬件實現 185
11.4.1 存儲器子係統總體設計思路 185
11.4.2 AGU 186
11.4.3 LSU 190
11.4.4 ITCM和DTCM 192
11.4.5 “A”擴展指令處理 195
11.4.6 Fence與Fence.I指令處理 200
11.4.7 BIU 202
11.4.8 ECC 202
11.4.9 小結 202
第 12章 黑盒子的窗口——總綫接口單元BIU 203
12.1　片上總綫協議概述 204
12.1.1 AXI 204
12.1.2 AHB 204
12.1.3 APB 205
12.1.4 TileLink 205
12.1.5 總結比較 205
12.2　自定義總綫協議ICB 206
12.2.1 ICB總綫協議簡介 206
12.2.2 ICB總綫協議信號 207
12.2.3 ICB總綫協議時序 207
12.3　ICB總綫的硬件實現 210
12.3.1 一主多從 210
12.3.2 多主一從 211
12.3.3 多主多從 212
12.4　蜂鳥E200處理器核BIU 212
12.4.1 BIU簡介 212
12.4.2 BIU微架構 213
12.4.3 BIU源碼分析 214
12.5　蜂鳥E200處理器SoC總綫 214
12.5.1 SoC總綫簡介 215
12.5.2 SoC總綫微架構 215
12.5.3 SoC總綫源碼分析 216
12.6　總結 216
第 13章 不得不說的故事——中斷和異常 217
13.1　中斷和異常概述 218
13.1.1 中斷概述 218
13.1.2 異常概述 219
13.1.3 廣義上的異常 219
13.2　RISC-V架構異常處理機製 221
13.2.1 進入異常 221
13.2.2 退齣異常 224
13.2.3 異常服務程序 225
13.3　RISC-V架構中斷定義 226
13.3.1 中斷類型 226
13.3.2 中斷屏蔽 228
13.3.3 中斷等待 229
13.3.4 中斷優先級與仲裁 230
13.3.5 中斷嵌套 230
13.3.6 總結比較 231
13.4　RISC-V架構異常相關CSR寄存器 232
13.5　蜂鳥E200異常處理的硬件實現 232
13.5.1 蜂鳥E200處理器的異常和中斷實現要點 232
13.5.2 蜂鳥E200處理器的異常類型 233
13.5.3 蜂鳥E200處理器對於mepc的處理 234
13.5.4 蜂鳥E200處理器的中斷接口 234
13.5.5 蜂鳥E200處理器CLINT微架構及源碼分析 235
13.5.6 蜂鳥E200處理器PLIC微架構及源碼分析 238
13.5.7 蜂鳥E200處理器交付模塊對中斷和異常的處理 242
13.5.8 小結 245
第 14章 *不起眼的，其實是*難的——調試機製 246
14.1　調試機製概述 247
14.1.1 交互調試概述 247
14.1.2 跟蹤調試概述 249
14.2　RISC-V架構的調試機製 249
14.2.1 調試器軟件的實現 250
14.2.2 調試模式 250
14.2.3 調試指令 251
14.2.4 調試機製CSR 251
14.2.5 調試中斷 251
14.3　蜂鳥E200調試機製的硬件實現 251
14.3.1 蜂鳥E200交互式調試概述 251
14.3.2 DTM模塊 253
14.3.3 硬件調試模塊 253
14.3.4 調試中斷處理 257
14.3.5 調試機製CSR寄存器的實現 258
14.3.6 調試機製指令的實現 258
14.3.7 小結 259
第 15章 動如脫兔，靜若處子——低功耗的訣竅 260
15.1　處理器低功耗技術概述 261
15.1.1 軟件層麵低功耗 261
15.1.2 係統層麵低功耗 261
15.1.3 處理器層麵低功耗 262
15.1.4 單元層麵低功耗 262
15.1.5 寄存器層麵低功耗 263
15.1.6 鎖存器層麵低功耗 264
15.1.7 SRAM層麵低功耗 264
15.1.8 組閤邏輯層麵低功耗 264
15.1.9 工藝層麵低功耗 265
15.2　RISC-V架構的低功耗機製 265
15.3　蜂鳥E200低功耗機製的硬件實現 265
15.3.1 蜂鳥E200係統層麵低功耗 265
15.3.2 蜂鳥E200處理器層麵低功耗 267
15.3.3 蜂鳥E200單元層麵低功耗 269
15.3.4 蜂鳥E200寄存器層麵低功耗 269
15.3.5 蜂鳥E200鎖存器層麵低功耗 272
15.3.6 蜂鳥E200 SRAM層麵低功耗 273
15.3.7 蜂鳥E200組閤邏輯層麵低功耗 274
15.3.8 蜂鳥E200工藝層麵低功耗 275
15.4　總結 275
第 16章 工欲善其事，必先利其器——RISC-V可擴展協處理器 276
16.1　專用領域架構DSA 277
16.2　RISC-V架構的可擴展性 278
16.2.1 RISC-V的預留指令編碼空間 278
16.2.2 RISC-V的預定義的Custom指令 279
16.3　蜂鳥E200的協處理器接口EAI 279
16.3.1 EAI指令的編碼 279
16.3.2 EAI接口信號 280
16.3.3 EAI流水綫接口 281
16.3.4 EAI存儲器接口 282
16.3.5 EAI接口時序 283
16.4　蜂鳥E200的協處理器參考示例 286
16.4.1 示例協處理器需求 286
16.4.2 示例協處理器指令 287
16.4.3 示例協處理器實現 288
16.4.4 示例協處理器性能 289
16.4.5 示例協處理器代碼 290

第三部分 使用Verilog進行仿真和在FPGA SoC原型上運行軟件

第 17章 冒個煙先——運行Verilog仿真測試 292
17.1　E200開源項目的代碼層次結構 293
17.2　E200開源項目的測試用例 294
17.2.1 riscv-tests 自測試用例 294
17.2.2 編譯ISA自測試用例 295
17.3　E200開源項目的測試平颱（TestBench） 298
17.4　在Verilog TestBench中運行測試用例 299
第 18章 套上殼子上路——實現SoC和FPGA原型 302
18.1　Freedom E310 SoC簡介 303
18.2　HBird-E200-SoC簡介 304
18.2.1 HBird-E200-SoC組成結構 304
18.2.2 HBird-E200-SoC代碼結構 309
18.3　HBird-E200-SoC FPGA原型平颱 311
18.3.1 FPGA開發闆 311
18.3.2 生成mcs文件燒寫FPGA 314
18.3.3 JTAG調試器 317
18.3.4 FPGA原型平颱DIY總結 320
18.4　蜂鳥E200專用FPGA開發闆 320
第 19章 畫龍點睛——運行和調試軟件示例 321
19.1　Freedom-E-SDK平颱簡介 322
19.2　SIRV-E-SDK平颱簡介 323
19.2.1 SIRV-E-SDK簡介 323
19.2.2 SIRV-E-SDK代碼結構 324
19.3　使用SIRV-E-SDK運行示例程序 325
19.4　使用GDB和OpenOCD調試示例程序 328
19.5　Windows圖形化IDE開發工具 331
第 20章 是騾子是馬？拉齣來遛遛——運行跑分程序 332
20.1　跑分程序簡介 333
20.2　Dhrystone簡介 333
20.3　運行Dhrystone Benchmark 335
20.4　CoreMark簡介 337
20.5　運行CoreMark Benchmark 338
20.6　總結與比較 340

附錄部分 RISC-V架構詳述

附錄A RISC-V架構指令集介紹 342
附錄B RISC-V架構CSR寄存器介紹 374
附錄C RISC-V架構的PLIC介紹 384
附錄D 存儲器模型背景介紹 392
附錄E 存儲器原子操作指令背景介紹 397
附錄F RISC-V指令編碼列錶 400
附錄G RISC-V僞指令列錶 404

《芯火燎原：RISC-V 架構深度解析與應用實踐》 前言 在信息爆炸的時代，計算已滲透到我們生活的方方麵麵。從智能手機的強大運算能力，到物聯網設備的智能化，再到超級計算機的極限探索，核心處理器的作用至關重要。然而，長久以來，處理器行業一直被少數幾傢公司所主導，其架構和指令集往往是封閉的，限製瞭創新和發展。 直到RISC-V的齣現，一切開始改變。RISC-V，一個開放、自由、模塊化的指令集架構（ISA），正在以前所未有的速度改變著全球半導體産業的格局。它不僅為學術界提供瞭研究和探索的沃土，更催生瞭無數創新的商業應用，讓更多人能夠參與到處理器設計的洪流中。 本書《芯火燎原：RISC-V 架構深度解析與應用實踐》旨在為讀者提供一個全麵、深入且富有實踐性的RISC-V學習體驗。我們並非要從零開始教授設計一套完整的CPU，而是聚焦於理解RISC-V架構的核心理念，掌握其指令集的精髓，並引導讀者如何利用現有的工具和資源，將RISC-V應用於實際的工程項目中。 第一部分：RISC-V 架構的基石——洞悉指令集的智慧 1. 指令集架構（ISA）：處理器的靈魂 什麼是ISA？ 我們將從最基礎的概念入手，解釋指令集架構是什麼，它為何是處理器設計的核心。理解ISA就如同理解一門語言，它是CPU與軟件溝通的橋梁。 CISC vs. RISC：曆史的演進與RISC-V的定位 迴顧復雜指令集（CISC）和精簡指令集（RISC）的曆史，分析它們各自的優缺點。重點闡述RISC-V作為新一代RISC架構，如何吸取前人的經驗，並在此基礎上實現突破。 RISC-V 的設計哲學：簡潔、模塊化與可擴展性 深入剖析RISC-V的“精簡”體現在何處，以及其模塊化設計的優勢。理解如何通過擴展指令集來適應不同的應用場景，這是RISC-V強大的生命力所在。 2. RISC-V 的核心指令集（RV32I/RV64I）：構建運算的基石 通用寄存器：數據處理的臨時倉庫 詳細介紹RISC-V的通用寄存器模型，包括寄存器的數量、用途以及命名約定。理解寄存器在指令執行中的關鍵作用。 指令格式：編碼的藝術 講解RISC-V的幾種主要指令格式（R型、I型、S型、B型、U型、J型），分析其字段的構成和編碼方式。通過具體的指令格式，讓讀者直觀感受指令的“模樣”。 整數運算指令：加減乘除與邏輯操作 逐一介紹RISC-V中的整數加法、減法、乘法、除法指令，以及邏輯運算指令（AND, OR, XOR, NOT）。我們會用清晰的圖示和僞代碼來解釋每條指令的功能和操作。 數據傳輸指令：內存與寄存器間的橋梁 重點講解Load（加載）和Store（存儲）指令，解釋它們如何實現數據在內存和寄存器之間的搬運。還會介紹Immediate（立即數）加載指令，用於將常量直接載入寄存器。 控製流指令：程序的脈絡 詳解分支指令（Branch Equal, Branch Not Equal, Branch Less Than等）和跳轉指令（Jump, Jump and Link）。理解這些指令如何控製程序的執行順序，實現條件判斷和函數調用。 特殊指令：環境調用與同步 介紹一些特殊的指令，如ECALL（環境調用），用於與操作係統交互；FENCE（內存屏障）用於保證內存訪問的順序性，這在多核係統中尤為重要。 3. RISC-V 的標準擴展：解鎖更多能力 M 擴展：整數乘除法 介紹M擴展如何為基礎整數指令集（I）增加高效的整數乘法和除法操作，這是許多通用計算不可或缺的部分。 A 擴展：原子操作 深入講解A擴展提供的原子操作指令，如Load-Reserved/Store-Conditional (LR/SC) 和 Atomic Memory Operations (AMO)。理解它們如何在多綫程環境中保證數據的一緻性，避免競態條件。 F 擴展：單精度浮點運算 介紹F擴展如何增加對單精度浮點數運算的支持，包括浮點寄存器和相應的運算指令。 D 擴展：雙精度浮點運算 講解D擴展如何進一步支持雙精度浮點運算，滿足更高精度的科學計算和圖形處理需求。 C 擴展：壓縮指令集 重點介紹C擴展，它通過使用16位指令來壓縮常用的32位指令，顯著減小瞭代碼體積，提高瞭指令緩存命中率，這對於嵌入式係統尤其有益。 其他擴展簡介 簡要介紹其他重要的標準擴展，如Vector（嚮量指令集）、Bit Manipulation（位操作）等，讓讀者對RISC-V的強大擴展性有一個初步的認識。 第二部分：RISC-V 的實踐之路——從工具鏈到核心實現 4. RISC-V 工具鏈：編譯、鏈接與調試的利器 GCC/Clang for RISC-V：軟件開發的基礎 詳細介紹如何安裝和使用針對RISC-V的GCC或Clang編譯器，以及Binutils（匯編器、鏈接器）。演示如何將C/C++源代碼編譯成RISC-V可執行文件。 GDB for RISC-V：探尋程序的運行軌跡 講解如何使用GDB配閤RISC-V模擬器或硬件調試器進行程序調試。掌握斷點設置、單步執行、查看寄存器和內存內容等核心調試技巧。 OpenOCD：硬件調試的橋梁 介紹OpenOCD（Open On-Chip Debugger）的作用，它如何連接調試器和目標硬件，實現對嵌入式RISC-V係統的調試。 5. RISC-V 模擬器：虛擬環境下的原型驗證 Spike（RISC-V ISA 模擬器）：官方參考模擬器 詳細介紹Spike模擬器的使用，它不僅是一個指令集模擬器，更是RISC-V規範的官方參考實現。演示如何使用Spike加載和運行RISC-V程序，進行功能驗證。 QEMU for RISC-V：強大的虛擬化平颱 介紹QEMU在RISC-V領域的應用。QEMU不僅能模擬CPU，還能模擬整個計算機係統，為軟件開發和測試提供瞭一個完整的虛擬環境。 其他常用模擬器介紹 簡要提及其他一些優秀的RISC-V模擬器，供讀者根據自己的需求選擇。 6. RISC-V 處理器開源實現：學習與藉鑒的寶庫 Rocket Chip Generator：Scala編寫的高性能SoC生成器 介紹Rocket Chip Generator（Chisel語言編寫），它是一個強大的Systolic Array (Systolic Array) SoC（System-on-Chip）生成器。講解如何通過配置其參數來生成定製化的RISC-V核心和SoC。 BOOM（Berkeley Out-of-Order Machine）：高性能亂序執行處理器 深入介紹BOOM，它是一個高度可配置的、基於Chisel語言的開源亂序執行RISC-V處理器。理解亂序執行的核心原理，以及BOOM的設計思路。 SERV（Simple Embedded RISC-V core）：極簡的位串行RISC-V核心 介紹SERV，它是一個極度精簡、位串行執行的RISC-V核心，非常適閤資源受限的嵌入式應用。通過SERV，讀者可以體會到RISC-V的靈活性。 其他知名開源項目簡介 提及如RI5CY、NEORV32等其他一些具有代錶性的開源RISC-V處理器項目，為讀者提供更多學習和探索的方嚮。 第三部分：RISC-V 的未來展望與應用場景 7. RISC-V 在嵌入式係統中的崛起 低功耗與高效率的優勢 分析RISC-V在低功耗、高效率方麵的天然優勢，使其成為微控製器（MCU）和嵌入式設備的理想選擇。 物聯網（IoT）領域的潛力 探討RISC-V如何賦能物聯網設備，實現更智能、更安全、更靈活的連接。 實時操作係統（RTOS）支持 介紹RISC-V生態係統中對RTOS的支持情況，以及如何在嵌入式環境中構建完整的係統。 8. RISC-V 在高性能計算與加速器領域的探索 定製化加速器的設計 闡述如何利用RISC-V的可擴展性，設計針對特定任務（如AI推理、密碼學、信號處理）的高性能定製化加速器。 AI與機器學習的應用 探討RISC-V在AI芯片設計中的應用，以及如何通過嚮量擴展等實現高效的AI計算。 高性能服務器與數據中心 展望RISC-V在高性能計算領域的長遠發展，及其對傳統服務器市場的潛在衝擊。 9. RISC-V 的生態係統建設與貢獻 RISC-V 國際基金會（RISC-V International） 介紹RISC-V International在推動RISC-V標準製定、生態係統建設中的關鍵作用。 社區的力量：開源貢獻與閤作 強調RISC-V社區的重要性，鼓勵讀者參與到開源項目中，為RISC-V的繁榮貢獻力量。 未來的發展趨勢與挑戰 展望RISC-V未來的發展方嚮，並討論其在推廣過程中可能麵臨的挑戰。 結語 RISC-V的開源開放特性，正在以前所未有的力量驅動著全球計算産業的創新。本書的目標是點燃讀者對RISC-V的熱情，提供堅實的理論基礎和實用的實踐指導，幫助讀者更好地理解、掌握並運用RISC-V架構。我們相信，通過這本書的學習，您將能更自信地踏入RISC-V的廣闊天地，參與到下一代計算技術的創造與發展之中。 緻讀者 本書並非一本枯燥的指令集手冊，而是一次深入RISC-V世界的心靈之旅。我們以通俗易懂的語言，輔以大量的圖示和實例，力求讓復雜的概念變得清晰明瞭。我們鼓勵讀者積極動手實踐，利用書中介紹的工具和資源，去驗證、去探索、去創造。願這本書能成為您在RISC-V道路上的可靠夥伴，點燃您心中那片“芯火”。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對技術書籍的耐心有限，如果開頭就陷入冗長的曆史迴顧或者堆砌大量專業術語，我通常很快就會放棄。我更青睞那種開篇就直擊核心，用一種平易近人的口吻將讀者拉入主題的寫作風格。我期待的不是一本寫給資深硬件工程師的參考手冊，而是一本能讓電子工程專業的大三學生，甚至是一位有一定編程基礎的跨界人士，也能快速建立起對RISC-V整體認知框架的入門指南。書中對“通俗”二字的詮釋至關重要。如果它能把指令的二進製編碼、寄存器堆棧的操作，用像拆解樂高積木一樣清晰的方式呈現齣來，讓讀者在閱讀過程中能不斷産生“原來如此”的頓悟感，那麼這本書的價值就體現齣來瞭。我特彆希望看到一些關鍵模塊，比如譯碼器的簡化模型，是如何從一堆二進製流中準確識彆齣操作碼和操作數的，這中間的邏輯推導過程必須是無障礙的。

評分☆☆☆☆☆

很多關於處理器設計的書籍往往隻關注某一特定的實現（比如某個開源的Verilog/VHDL代碼），導緻讀者學到的知識點過於碎片化，難以抽象齣通用的設計原理。我更傾嚮於一本能夠提供高屋建瓴的視角，先建立起一個通用的RISC-V模型概念，然後再逐步深入細節的書籍。我希望這本書能用一種結構化的方式，清晰地劃分齣RISC-V架構的各個層次——從ISA到微架構再到實際的物理實現。例如，它能否用一緻的框架來描述RV32I和RV64I之間的差異，以及各種擴展模塊（M、A、F、D、V）是如何模塊化地集成到基礎整數指令集中的。如果這本書能培養我一種“設計者”的思維，讓我不僅能“讀懂”彆人的RISC-V設計，還能基於已有的知識體係去構思自己的簡單處理器模型，那麼它就是一本極具啓發性的佳作瞭。

評分☆☆☆☆☆

我最近在進行一個小型FPGA項目，需要對自定義指令集的擴展性有更深的理解，所以對市麵上講解RISC-V的書籍進行瞭篩選。很多書籍在介紹完ISA規範後，就開始深入到RTL代碼的編寫，這對於我這種更側重於架構理解和應用層優化的學習者來說，門檻太高瞭。我真正需要的是一本能把“為什麼設計成這樣”解釋清楚的書。比如，RISC-V的Load/Store架構和其它復雜指令集（CISC）到底在性能、功耗和實現復雜度上有哪些權衡？書中的講解如果能側重於設計哲學層麵的探討，而不是單純的教科書式描述，那簡直是太棒瞭。我更希望看到的是，作者是如何權衡取捨，將一個指令集設計得如此簡潔而又功能強大的思維過程。如果能有關於中斷處理、特權級管理這些係統級功能如何優雅地融入到精簡的RISC-V設計中的案例分析，那無疑會大大提升這本書的實用價值和深度。

評分☆☆☆☆☆

從一個嵌入式軟件開發的視角來看，我關注的重點往往是硬件和軟件的交互點。我深知，軟件的效率在很大程度上取決於底層硬件的設計。因此，我希望這本書不僅僅停留在介紹RISC-V的指令集本身，更能深入到如何為特定的應用場景優化編譯器的生成代碼，或者如何利用RISC-V的某些特性（比如嚮量擴展或自定義指令）來加速特定的算法。如果書中能提供一些實際的代碼片段，展示如何通過調整編譯選項來適配不同的RISC-V核，或者講解一下RISC-V的ABI（應用二進製接口）是如何影響函數調用的，那就太有幫助瞭。畢竟，對於我們做軟件的來說，理解底層設計是為瞭寫齣更高效、更貼閤硬件特性的程序。單純的硬件結構介紹對我來說是不夠的，我需要看到“知道這些特性後，我能做什麼”的指導。

評分☆☆☆☆☆

這本關於RISC-V處理器的書簡直是為我這種想入門又怕被復雜術語嚇跑的人量身定做的！我一直對計算機底層原理，特彆是CPU是怎麼迴事充滿好奇，但網上的資料要麼過於學術化，充斥著晦澀的寄存器、流水綫、緩存這些名詞，要麼就是代碼多於解釋，根本看不懂。這本書的標題裏的“手把手教你”幾個字，當時就吸引瞭我。我期待的是一種非常直觀、循序漸進的講解方式，最好能用類比或者生活中的例子來解釋那些抽象的概念。比如，我希望能搞清楚一條機器指令到底是如何被CPU識彆、解碼並執行的整個流程，那種從指令集架構（ISA）到微架構的轉換過程，如果能用清晰的圖示和文字步驟來分解，對我來說就太有價值瞭。我特彆希望它能把RISC-V的精簡和模塊化優勢講得透徹，而不是僅僅停留在“它很流行”的層麵，而是深入到為什麼它在今天這個時代依然能保持競爭力，以及它在嵌入式、高性能計算等不同領域是如何進行裁剪和應用的。