在CPU领域被视为三分天下有其一的RISC-V架构，正沿着“农村包围城市”的AIoT路线一路攻城略地。这样的发展速度，无论是对于X86还是Arm，都是当年从未有过的光景，近来业界一系列事件所释放的信号又体现出RISC-V向高端冲锋的势头。

  RISC-V如何迎来自己的星辰大海？进军高端能不能成功？对决X86和Arm赢点在哪？集微网采访行业人士，分析RISC-V挺进高端背后的逻辑、机遇与挑战。

  不得不说，RISC-V开源模式改变了传统的封闭性X86和授权模式的Arm模式，为半导体业带来经营模式和架构创新的新机会。由于RISC-V的指令集小巧精悍，诸多企业将AIoT市场视为RISC-V的着力方向，以定制化来开疆拓土。

  经过多年的“浇灌”，RISC-V这颗种子可说已在AIoT领域打开局面，发展的速度已远超过经x86/Arm当年的扩张速度，并催生了一场硬件生态的变革。

  行业人士总结了三条RISC-V作为指令集的成功标志：最新工艺的 SoC 量产、有软件支持的里程碑、支持杀手级应用或核心市场25%的份额，任意一个达标便是成功。指令集的发展，是“长坡滚雪球”，要有核心，即保持演进，与时俱进。当然还要这个“坡”够长够大，才有后期的如雪山压顶之势，拿到容量够大的核心市场。

  一些具象的数字或可见其如虹气势：不仅于2015年成立的RISC-V基金会吸引了大量厂商加盟，包括高通、英伟达、NXP、三星、Microsemi、美光、华为海思、联发科、谷歌、IBM、西数等，而且2021年基金会公司成员数量与创建之时的36家企业相比已增长了50多倍。

  仅以国内RISC-V领域影响力和市场占有率最大的玄铁RISC-V系列处理器IP为例，平头哥生态负责人、高级总监杨静介绍，目前已覆盖从低功耗到高性能的各类场景，支持AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等操作系统，并已成功应用于MCU、工业控制、智能家电、智能电网、汽车电子等领域，在百余款芯片中得到了应用，并以每年50%的授权数增长。

  从市场的量级来看，截至2021年12月，全球产出的RISC-V核累计超过20亿颗，近100款不同门类及型号的RISC-V芯片得到了广泛应用。RISC-V在其诞生第11年创下的数据远超x86、Arm等“同侪”出现后的同期数据。据Semico Research的预测，预计到2025年，采用RISC-V架构的芯片数量将增至624亿颗。

  而聚焦于RISC-V本身的技术发展、软硬件融合、系统软件丰富、生态繁荣等层面，也依然是当下与未来RISC-V阵营的发展重点。

  虽然看上去是可喜的进阶，但索绕于RISC-V阵营的质疑也一直不断，首当其冲的是将阵线集结于AIoT或非长久之计，需要有更高的野望来展现RISC-V的能力上限。

  “无论是IoT芯片或MCU等设计，其实壁垒不高，而且Arm阵营很容易进行降维打击，如前两年Arm推行M0、M3架构免费或降价等举措，因这一部分营收对Arm来说无关痛痒，只要觉得有必要，随便什么时间都能再发起新一轮攻击。”RISC-V行业资深人士肖劲（化名）指出，“RISC-V应向高端进军并占据一席之地，才能有望扩大战果锁定胜局。”

  提及高端，要从四个维度来定义。肖劲表示，一是IP层面，至少可对标Arm Cortex-A55及以上等级的，目前市场上的RISC-V CPU IP性能大多处于对标Arm的M系列、R系列及入门级的A系列范围。二是软件，至少能支撑OS或Linux或相应的应用程序；三是应用层面，应在服务器、PC、5G及边缘网络、存储、无人驾驶等领域斩获市场；四是工艺应在28nm及以下。

  如果从传统的楚河汉界来划分，Arm在移动电子设备市场称雄，x86则在服务器和PC市场称霸，但目前Arm阵营全力向服务器和PC市场发起冲锋，着力破解生态的壁垒，格局也在悄然生变。

  对此肖劲认为，对于RISC-V来说，一方面由于国际环境的复杂性和不确定性，包括CPU在内的芯片行业竞争已超越单纯的商业竞争。考虑到x86、Arm架构所蕴含的风险，RISC-V或在中国迎来更快的发展。尽管目前RISC-V在技术和生态层面与x86、Arm差距较大，但长久来看，将成为架构主流。另一方面，拓展高端应用领域如数据中心等，Arm不可能采取类似IoT的策略，因这对其营收影响巨大。

  要关注的是，英特尔近日不仅宣称开放x86，更高调加入RISC-V阵营。肖劲分析，Arm架构阵营厂商很难转去英特尔代工，毕竟期间有长时间的对决，而且台积电等厂商已在针对Arm做了大量和长期Physical的Library以及库的优化，已做得非常出色，而英特尔相对还较欠缺。此举应是想拉拢基于RISC-V开发芯片的厂商，促进其未来的代工业务发展。当然，此举也会促进促进国内企业加大RISC-V的开发与应用。

  杨静则更谨慎认为，有更多的公司加入RISC-V阵营，充分说明了RISC-V架构的发展的潜在能力，这对于繁荣RISC-V产业生态大有裨益。但英特尔IFS能否具备对RISC-V核的优质支持，是否能达到极致功耗、性能、面积（PPA），牵引市场生产出更低成本的RISC-V芯片，仍需时间来考量。

  近年来行业中发生的一系列“大事件”似乎正在为RISC-V向高端进阶按下快进键。

  无论是去年MIPS公司宣称放弃自研架构而押注RISC-V；英特尔宣布开放基于7nm的SiFive IP代工业务；作为市场为数不多经大规模验证的高性能RISC-V处理器IP，平头哥开源了包括玄铁C910在内的4款RISC-V IP，以及基于玄铁的多操作系统全栈软件及工具；Imagination推出了RISC-V CPU IP ——Catapult 系列为异构计算铺路；还是今年初英特尔宣布加入RISC-V国际基金会并“直升”高级会员，将基于其代工服务平台加强RISC-V的生态建设和商用进程；国内StarFive近日重磅发布64位高端芯片VIC7100主攻视觉和图像处理，并发布单板计算机开源硬件Beagle（星光），下半年计划面向PC领域投产基于12nm的CPU；君正、全志、联发科等设计厂商也在全力主攻高端RISC-V芯片开发。

  特别是在玄铁C910开源之后，无疑进一步助推了开发者实现开源EDA协同，创新硬件架构，丰富软件应用生态。而随着RISC-V架构在国内市场上逐步获得更多认可，杨静提到，平头哥计划推出新的玄铁RISC-V处理器IP，针对市场上尚未较好满足的需求提出解决方案，视觉、AI等领域的痛点有望解决。平头哥也在推进RISC-V高性能芯片的研发，相信它会成为RISC-V领域的又一个里程碑。

  这一系列变局背后或直指两大核心动因：看好RISC-V，发力高端。毕竟，RISC-V要与x86、Arm真正三分天下，不在高端领域突破将永远只能是配角。

  以高端的四个维度来衡量，显然RISC-V进军高端领域还有大量的工作要做，毕竟RISC-V的发展一定要通过IP—先驱芯片—开发板—生态发展—大量芯片的过程。而随着StarFive、全志等高端芯片的陆续“上市”，RISC-V高端芯片的元年也将随之开启。

  肖劲提及，在IP层面，目前国内可能只有SiFive、平头哥玄铁等少数几家可提供，虽然芯片和应用层面已经在逐步推进，但真正要向“高地”发起冲锋，RISC-V在工具链、生态层面要做的功课远超Arm。

  “基于RISC-V的核和芯片还是不够丰富，不足以满足市场的多层次需求；软硬件融合深度不够，特别是软件开发工具链仍有很大提升空间；软件生态也难言健全等等。” 杨静也直指问题的核心。

  这亦是RISC-V作为后来者避无可避的现状，x86、Arm架构在数十年的积淀之后，在各自优势领域的布局已相当成熟，且难度大、门槛高，RISC-V要在移动CPU和高性能CPU市场和Arm、x86竞争，无异于“虎口夺食”，还有非常长的路要走。

  首当其冲的是，生态可谓RISC-V阵营向高端挺进不得不力补的“必修课”。

  肖劲指出：“RISC-V在高端领域的生态差距仍然巨大。从软件生态来讲，基础的操作系统等还需要匹配，因操作系统对于指令集能否成功起着关键作用。接着是内部各种各样的库要去优化，更进一步是PC或者服务器有一些专门的应用程序要做移植等等，这都要花很长的时间去做适配。”

  “国内生态中的软件公司，比较着眼于未来可期的前景才会大力投入与支持，如欧拉、DateOS、新麒麟、Linux等。之前RISC-V因没有高端的硬件载体，因而软件生态难以发展。而某些RISC-V入门级的高端芯片面世之后，虽然与最终PC要求有些差距，但基本上已能够上做一些入门级的工作如移植工作等，而优化工作则要等未来有适当性能的芯片才能推进。”肖劲进一步解释说。

  而目前的推进工作也在步步为营。肖劲乐观介绍，这些工作已在部署推进中，如在服务器领域所需的网络卸载加速、Library、SPDK存储等等，在这一情况下软件和硬件将同步向前。一些软件或生态厂商会等到芯片发展到一定阶段再投入，但还有一些软件厂商会先行拿入门级芯片来适配，以便后续能够更快移植。

  在这方面平头哥已胸有丘壑。杨静详细说，今年在研发技术侧，平头哥将持续完善已开源的玄铁RISC-V处理器、系列工具及系统软件，方便更多公司能快速研发出符合需求的RISC-V芯片，持续降低芯片设计的门槛，节约时间和成本。

  诚然，围绕着不同的软件系生态，单打独斗是难以持久的。肖劲认为，需联合IP厂商、设计厂商和科研院所以及产业联盟合力，开发通用的库来支撑，而这是一项长期的工作。

  集微咨询总经理韩晓敏也判断，在IoT领域RISC-V还要进一步夯实，才能在高端如服务器端领域有所突破，因高端应用各方面的要求会更高，尤其是生态层面，在这一方面RISC-V还有较长的一段路要走。

  “RISC-V具备成为高端性能架构的潜能，但RISC-V架构仍处于快速地发展的初期，RISC-V生态建设成为关键之一。技术、产品、软硬件协同创新，有更多公司、机构的参与，才能把创新成本降得更低，RISC-V架构才能完善，从而走得更远。”杨静也进一步谈到，“平头哥也将加大RISC-V生态建设力度。玄铁系列处理器已得到市场的有效验证，我们会联合合作伙伴一起打造样板，让业界看到RISC-V架构真正的价值和潜力；同时也会为加入RISC-V阵营的合作伙伴提供全面的服务支持，帮他们更好地开发设计芯片，持续推动更多的厂商认可RISC-V并逐步采用这一架构，共同繁荣RISC-V生态。”

  毕竟，Arm CPU进军x86固有优势领域PC与服务器也有十多年了，最近几年才呈现出破局之势。

  北京半导体行业协会副秘书长朱晶借此道出了自己的观点，一个新的硬件架构或者技术路线，都需要有好的上层开发环境和生态，以及大企业的支持和帮助迭代升级，尤其是开源技术。Linux的好示范说明了即使是对成本不敏感、而追求高可靠性高稳定性的服务器市场也是欢迎开源的。但Linux在服务器端制胜的重要的条件是Java的极度友好和IBM的强力扶持，目前还没看到RISC-V具备这两大帮手。

  看来RISC-V在高端“起势”仍需要长时间的锤炼。业界有一个著名的言论：“预测未来最好的方法，就是把它创造出来”。是的，RISC-V的高端之路亦唯是如此。因为知名机构的预测已然“激进”：投资机构ARK Invest预测，到2030年Arm和RISC-V有几率会成为新的处理器标准，在云业务领域取代英特尔x86架构，Arm+RISC-V的组合将占据服务器市场占有率的71％。

  中国科学院大学（以下简称“国科大”）于7月25日公布了首期“一生一芯”计划成果——在国内首次以流片为目标，由五位2016级本科生主导完成一款64位RISC-V处理器SoC芯片设计并实现流片，芯片能成功运行Linux操作系统和学生自己编写的国科大教学操作系统UCAS-Core。 据披露，该款处理器SoC芯片名为“果壳（NutShell）”，于去年12月19日完成设计，并基于中芯国际110nm工艺完成投片。 国科大计算机科学与技术学院院长、中国科学院计算技术研究所所长孙凝晖院士指出，处理器芯片被公认为芯片产业皇冠上的明珠，设计复杂度高、难度大。我国处理器芯片设计人才严重紧缺，如何加快此类人才的培养规模与培养速度，是我国迫在眉睫的

  在2021阿里云峰会上，阿里云智能总裁张建锋宣布，飞天操作系统正在全面兼容X86、ARM、RISC-V等多种芯片架构，实现“一云多芯”。 张建锋表示，传统IT时代围绕芯片建立IT生态，但云计算从根本上改变了这一模式，云操作系统可以将服务器芯片、专用芯片等硬件封装成标准算力，无论底层芯片是X86、ARM、RISC-V还是硬件加速，给客户提供的都是标准的、高质量的云计算服务。 飞天是中国唯一自研的云计算操作系统。一云多芯的实现，是阿里云“做深基础”战略的重要进展。 这在某种程度上预示着阿里云不再依赖单一芯片架构，未来拥有更多可能性。 飞天是由阿里云自主研发、服务全球的超大规模通用计算操作系统。它可以将遍布全球的百万级服务器连成一台

  微处理器指令集架构（Instruction Set Architecture，ISA）是沟通软硬件运算之间的桥梁，是处理器的灵魂。包括复杂指令集运算（Complex Instruction Set Computing，CISC）、精简指令集运算（Reduced Instruction Set Computing，RISC）、显式并行指令集运算（Explicitly Parallel Instruction Computing，EPIC）、超长指令字指令集运算（Very Long Instruction Word，VLIW）四类。 由于 ARM （RISC架构）和Intel（CISC架构）两大巨头的垄断地位、专利限制、高昂专

  带给中国CPU和芯片行业发展的历史性机遇 /

  Codasip大学项目与Intel Pathfiner for RISC-V合作，将Codasip RISC-V IP核、Codasip Studio开发环境和Intel的FPGA平台带入本科和研究生课程。鉴于英特尔开拓者ECO的扩展，Codasip的大学项目目前正在与多所大学合作，为学生提供Codasip Studio和基于项目的RISC-V作业。 从2023年秋季开始，Codasip大学项目将利用Intel Pathfinder开发RISC-V FPGA开发板，用于研究生SoC和本科生高级合成（HLS）和Verilog课程作业。Intel Pathfinder for RISC-V将允许学生利用RISC-V和Intel

  在英特尔公布 2022 年第四季度业绩大幅度地下跌的同时，也在官方宣布暂停其RISC-V 探路者（Pathfinder）计划，这引发了人们对其对 RISC-V ECO其他广泛投资的承诺的质疑。 针对业界这一猜想，英特尔近日发布特别公告，宣布如下：“这一决定（暂停Pathfinder）对英特尔代工服务（IFS）以及Horse Creek开发平台没有影响。IFS致力于为基于X86、Arm和RISC-V三大主要指令集架构的芯片提供支持。探路者计划是来自英特尔一个小组的创新项目。从该项目中获得的经验将有利于巩固我们对推进RISC-V规范并打造一个强健的RISC-V软件ECO的承诺。” 2021年3月，英特尔CEO基辛格公布了英特尔

  10 月 25 日消息，RISC-V 生态系统中的关键公司之一 SiFive，正在经历一场重大的重组，这场重组主要是大规模裁员和业务重心转移，这一举动给 SiFive 的未来以及其对 RISC-V 的贡献带来了不确定性。 IT之家注意到，RISC-V 慢慢的变成了制造微型低成本核心的热门选择，但也有一些公司研发高性能的基于 RISC-V 的产品，SiFive 就是这样一个企业，该企业来提供现成的设计，也按照每个客户的需求制作定制核心。 但今天 SiFive 发布声明称，正在裁减约 20% 的员工（约 140 人），涉及不同的团队。据悉，其中大部分是工程师，还有一些销售和产品人员。与此同时，该公司的领导层，包括首席执行官 Patrick

  全球领先的模拟/混合信号代工厂商X-FAB Silicon Foundries和众包(crowd-sourcing)IC平台的合作伙伴Efabless Corporation, 今天宣布成功推出Efabless RISC-V的首款系统芯片（SoC)参考设计。该项目从设计到流片不到三个月的时间, 使用了基于开源工具的Efabless设计流程。该款命名为Raven的混合信号SoC基于超低功耗PicoRV32 RISC-V内核开发，Efabless已经成功在100MHz下对其进行了测试，并且根据仿真结果，该SoC应该能够在高达150MHz的频率下工作。 Raven的独特之处在于开源顶级设计(top-level design)采用了X

  微控制器Raven芯片 /

  RISC-V的成功，也就从另一方面代表着软银旗下ARM受到严重影响。ARM正试图将智能手机领域的主导地位拓展至别的市场。ARM最近更是搬起石头，砸了自己的脚。不知出于什么考虑，ARM前段时间发布了一个网站，专门用来攻击他们的竞争对手、开源芯片架构RISC-V。 全球嵌入式领导企业ARM正在备受煎熬，这种煎熬来自于他的母体——RISC，可能正像RISC的读音一样，ARM即将risk(危险)了。近日华米科技发布的黄山1号芯片，号称全球智能穿戴领域中第一个人AI芯片，它使用的正是RISC-V架构而非传统的ARM架构，因此也是全球第一款RISC-V开源指令穿戴处理器。RISC-V的成功，也就从另一方面代表着软银旗下ARM受到严重影响。 黄山一号：具

  成功的研发，将给ARM带来冲击 /

  程序如下：/***************************************************程序功能：动态显示文字“welcome”----------------------------------------------------测试说明：观察液晶显示****************************************************/#includemsp430.h#includeCry1602.h#include

  阻容感思维导图总结的很好！好复杂的说！总结的很好！谢谢分享很谢谢分享，难得的好资料正好需要，楼主辛苦了！ 很好的资料，很谢谢分享，楼主辛苦了，很受用！

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  请教这个MOS的低损耗防反向原理模拟电路各部分的值，能够说是匹配出来的。当电源接反时(VCC与GND颠倒)，PMOS的G极高电平，但是导通条件为Vs

  Vg,所以此时MOS管为关断状态，S极高阻态，电流没有回流路径，自然起到保护作用。至于低损耗，用串联二极管的方式，至少会有0.5V左右的压降，而MOS管导通内阻在mΩ级别，损耗可忽略不计。这里的低损耗是利用了MOS管的低导通内阻，压降比二极管低得多，这很适合电池供电的设备，也适合用于大电流场合。至于说电路原理，电源反接时，PMOS管是

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