最近再看一些数字ic基础的视频，RISC-V这个词语出现的很频繁，或许是第二届RISC-V全国论坛结束不久（直播也相当精彩），包老师的一生一芯计划也在上面十分突出哈哈，所以我就想或许我能够最终靠写文章的方式来帮助自身更加深刻了解下RISC-V!

　　RISC-V本身是一种标准规范，呈现形式是基本手册；全世界各国都能获取（即使是被极限制裁的俄罗斯），关键是谁能实践好，也就是参照RISC-V手册做出高水平的处理器芯片，进而影响和主导RISC-V的后续演进。

　　指令集规范（Specification）和处理器实现（Implementation）是两个不一样的层次的概念，要区分开。指令集（ISA）是规范标准，往往用一本书或几张纸来记录描述，而处理器实现是基于指令集规范完成的源代码。RISC-V是一个指令集规范。

　　我们可以基于x86/ARM/ RISC-V指令集，进行处理器微架构设计和实现形成源代码，并通过流片最终形成芯片产品。其中指令集规范与处理器实现的知识产权是独立的，不能混为一谈。（详见第二、三节）

　　“RISC-V是开源的”表示指令集规范是开源、开放和免费的（open and free），这与x86与ARM指令集有本质不同，但并不是指具体的处理器实现也都是开源免费的。

　　基于RISC-V指令集规范，既可以由开源社区来开发开源免费版的处理器实现（如Berkeley开发的Rocket核等），也可以有商业公司开发收费授权版的处理器实现（如国内平头哥玄铁910、芯来N200核与优矽渭河WH-32核等）。（详见第三节）

　　下面再补充一些包老师对于一篇网络文章的分析（摘抄与关于RISC-V和处理器的解读）

　　近日，网络上出现一篇文章《RISC-V董事长摊牌了，RISC-V不是开源处理器》，对RISC-V与开源处理器存在一些误读，让一些读者产生困惑。以下针对该文中提到的一些观点进行解读：

　　疑问1：文中提到“RISC-V基金会主席Krste Asanovic澄清了‘RISC-V不是开源的’”，是否属实？

　　Krste Asanovic 在文章中阐述的是：a）RISC-V是指令集，不是处理器；b）RISC-V不止可拿来做开源处理器，也可以做商用处理器。

　　而 “RISC-V是开源的”这一点从始至终没改变。一般人对于“开源”的理解，就是公开可获得并能免费使用的代码或资料。从这个方面来讲，RISC-V作为一套指令集规范，虽没源代码，但它本身确实是开放并且免费的（open and free），这无论对于开源的RISC-V处理器，还是商用的RISC-V处理器都是一样。所以”RISC-V是开源的”这个结论是没有疑问的。

　　此外，RISC-V不仅本身开源，其与整个开源芯片生态的关系也非常 紧密。虽不能说所有基于RISC-V的项目都是开源的（其中一部分是做商用处理器和软件的），但至少都是深度参与和使用开源（处理器芯片或软件）的，还可以说RISC-V在特定场景下能代表整个开源芯片生态。

　　作为一个开放自由免费的指令集，RISC-V支持多种模式的微结构设计（详见本文第三节）。人们既可以基于RISC-V做开源处理器设计，也能做成商用的处理器（不开源出来，自己卖或者用）。正是RISC-V开放自由的特性，成就了芯片产业的百家争鸣。RISC-V基金会只负责RISC-V指令集规范，既不做微架构设计，也不生产芯片。设计和生产什么样的芯片是别的企业来做的，跟基金会没关系，开不开源，收不收钱，也跟基金会没关系。

　　Krste Asanovic 只是想对大家说，RISC-V不止可以做开源处理器，也可以做商业处理器，并非所有的RISC-V处理器都是开源免费的（注：这里的开源和商业只是从是否开放和收费上来说的，两者性能是能做到等同的）。

　　RISC-V指令集是一套开放开源、自由免费的接口规范，并不会受美国管制的影响。但是，基于RISC-V开发的处理器是以商品形式存在的，故而美国企业研制的RISC-V处理器会受到美国出口管制。而美国以外的企业（包括欧洲、中国等）自主研制的RISC-V处理器，则不算是美国商品，故不受美国出口管制条例限制。举例如平头哥自研的RISC-V处理器玄铁910，便不受美国的出口管制影响。

　　此外，历史上TCP/IP协议与如今的RISC-V颇为相似。TCP/IP协议受美国国防部高级研究计划局（DARPA，Defense Advanced Research Projects Agency）资助研发，是开放标准的典范。世界各地基于该协议构建起今天连接几十亿人的Internet，而中国基于TCP/IP协议构建网络，这并没有受到美国的出口管制；中国企业基于TCP/IP研制的交换机与路由器，也并不受到美国的出口管制。

　　最后，2019年11月RISC-V基金会宣布将会把总部搬到瑞士，也正是在释放信息，向全世界传达RISC-V坚持开放自由、坚持为全世界服务的理念。

　　指令集（ISA）：指令集是软件和硬件之间的接口，是一套标准规范（以文档的形式发布），并不具备实体，我们大家可以根据这套规范去设计处理器芯片和对应的软件系统，并最终形成产品。常见指令集如x86（常见于桌面与服务器）、ARM（常见于移动嵌入式、手机平板等）、RISC-V（异军突起的开放指令集）等。

　　软件和硬件的关系恰如螺母和螺钉。把软件看做是螺母，硬件看做螺钉，那么指令集（ISA）就是螺母和螺钉之间对接的尺寸规范。螺母和螺钉都按照相同的尺寸（也就是同一个规范)去设计，即使是由不同的厂商来生产，也能够保证最终所有的螺母都能拧到螺钉上。

　　如图1所示，指令集向上承载的是整个软件生态，向下则规范了以处理器芯片为代表的整个硬件生态。根据一份指令集规范，设计一款处理器，其上可以运行同样遵循该指令集规范所编写的软件代码。故而，我们在提到指令集的时候，有时候也指的是其背后的整个软硬件ECO，包括外围芯片、操作系统、编译器和诸多应用软件（浏览器、游戏软件等）。事实上，每一种芯片在市场之间的竞争中要取得成功，很大程度上取决于其生态系统。

　　首先，一个处理器芯片包含了三个层次：指令集(ISA)、微结构设计、产品。

　　指令集(ISA)，是规范标准(Specification)，常用一本书或几张纸来记录描述；

　　微结构设计，也常被称为处理器实现(Implementation)，是对具体实现，对应的是一种设计方法及其源代码；

　　产品，是微架构设计的实例化，比如华为基于ARM指令集和Cotex-A76微架构，设计了麒麟990这款芯片。

　　严格意义上来讲，“开源”，是“开放源代码”的缩写，而指令集只是几张纸，是没有源代码的。我们一般提到的开源处理器，是指的微架构设计的代码开源。

　　如图2，进一步将指令集标准与架构设计都分为三类：开放免费（Open & Free）、可授权（Licensiable）、封闭（Closed）。于是，我们大家可以看到，Intel就属于封闭指令集+封闭设计，ARM属于可授权指令集+可授权设计，但要取得授权价格不菲，往往需要上百万甚至数千万美元 [5]。

　　RISC-V为全世界提供了开放免费指令集+开放免费设计的选择。根据图2的第一行，我们大家可以知道只有先有了开源开放的指令集，才有机会有开源开放的微架构设计，即绿色格子。需要强调的是RISC-V本身是一种标准规范，和C/C++语言规范、POSIX系统调用等这些标准是一样的。本身是开放的，谁都可以基于这些标准来实现自身的处理器。但有一点需要厘清的是，即使都是基于开源开放指令集（比如RISC-V），也存在三种不同的商业模式，分析图3第一行，开放免费的指令集(RISC-V)包含了三种模式的微架构设计：

　　开源模式，Berkeley的Rocket Chip、剑桥大学的lowRISC、蜂鸟E203等RISC-V核将RTL级源码也开源，这些设计可归到绿色格子；

　　授权模式，SiFive公司、晶心科技Andes、阿里平头哥的RISC-V核是可以被授权给第三方使用，但不开源RTL级源码，属于黄色格子；

　　封闭模式，Google、NVIDIA等企业在内部大量使用RISC-V核作为MCU，但他们不对外开放IP以及源代码，这就属于红色格子。

　　综上，指令集是开源开放免费的，但是微架构设计既可以再一次进行选择开源给大家（开源模式）；也可以再一次进行选择收费后授权给其它公司去生产（授权模式）；也可以不往外授权，自己拿去生产（封闭模式）。RISC-V提供给了大家完全自由开放的选择。而这里开源模式的绿色格子，便是我们大家常常说的基于RISC-V的开源处理器设计。

　　开源处理器项目的重要性是毋庸置疑的，它将极大降低芯片开发的周期和门槛，使得你们可以专注于增量创新，而不用从头去探索构建一颗芯片，加快迭代周期，并且借助RISC-V的软件生态快速推出市场。研发新的开源处理器项目，设定开源主线，获得更多技术和生态上的优势，对提升国内RISC-V各企业在国际RISC-V产业界的话语权和主导权，至关重要。

　　在RISC-V2021中国峰会上，中科院计算所老师团队向业界展示了香山处理器。

　　香山是一款开源RISC-V处理器核，它的架构代号以湖命名。第一版架构代号是“雁栖湖”，这是带有浓重国科大情节的同学们起的名字，因为他们研一都在怀柔雁栖湖待了一年。“雁栖湖”RTL代码于2021年4月完成，计划于7月基于28nm工艺流片，目前频率为1.3GHz。 第二版架构代号是“南湖”，这是向建党100周年致敬。“南湖”计划在今年年底流片，将采用14nm工艺，目标频率是2GHz。

　　今天的文章就介绍到这里来，查了这些资料我了解的更多了~，希望我们大家也多多关注RISC-V中国发展