OpenRISC
OpenRISC — открытый микропроцессор архитектуры RISC с открытым исходным кодом на языке описания аппаратного обеспечения Verilog. Проект создан сообществом OpenCores и распространяется по лицензии GNU LGPL. OpenRISC воплощён аппаратно и успешно производится в виде интегральных микросхем и ПЛИС.
| OpenRISC | |
|---|---|
| Разработчик | OpenCores |
| Разрядность | 32, 64 |
| Архитектура | RISC |
| Кодирование СК | фиксированная (32 бита) |
| Открытая? | Да, LGPL |
| Регистры | |
| Всего | 16 или 32 GPR |
Единственная версия архитектуры, OpenRISC 1000 (or1k), описывает семейство 32- и 64-битных процессоров с опциональными расширениями: поддержкой вычислений над числами с плавающей запятой и поддержкой векторных операций.[1]
Команда разработчиков OpenCores опубликовало первую реализацию, OpenRISC 1200, написанную на языке Verilog. Аппаратная часть проекта имеет лицензию LGPL, модели и прошивки - GPL. Реализация системы-на-кристалле с OpenRISC 1200 называется ORPSoC (OpenRISC Reference Platform System-on-Chip). Работоспособность ORPSoC и других вариантов OR1200 была продемонстрирована на FPGA.[2][3]
На OpenRISC портирован набор инструментов для разработки GNU toolchain, поддерживающий несколько языков программирования, также Linux и μClinux.
OpenRISC поддерживается ядром linux начиная с версии 3.1.
Система команд
правитьНабор инструкций (ORBIS32) представляет собой простой вариант RISC, схожий с MIPS, и использует трехоперандные команды фиксированной длины (32 бита). Работа с памятью возможна только с помощью операций load и store. Доступно 16 или 32 регистров общего назначения. 64-битная и 32-битная версии инструкций во многом схожи, основными различиями являются: увеличение размера регистров до 64 бит и изменение формата таблицы страниц.
Спецификации OpenRISC включают также современные возможности: режим супервизора, виртуальную память, возможность установки прав чтение/изменение/исполнение на каждую страницу памяти, атомарные инструкции, обработку межпроцессорных исключений.
ORFP32X — расширение для работы с числами с плавающей запятой (IEEE-754)
По состоянию на октябрь 2011 года имеются некоторые неоднозначности в спецификации 64-битного режима.
Опционально может реализовываться поддержка SIMD операций.
Реализации
правитьЧаще всего реализуется на FPGA (рекомендуется ПЛИС, содержащая более 40 тыс. 4-LUT).
Участники проекта OpenCores собирались выпустить совместимую с OpenRISC 1000 заказную микросхему (ASIC) для получения большей производительности.[4] В 2011 году был начат сбор денег.[5]
Коммерческие варианты
правитьORSoC предлагает варианты ORC32-1208, Beyond Semiconductor — BA12, BA14, BA22.
Flextronics International и Jennic Limited использовали OpenRISC ядро как часть собственных ASIC. Samsung использует OpenRISC 1000 в системах-на-кристалле для DTV (SDP83 B-Series, SDP92 C-Series, SDP1001/SDP1002 D-Series, SDP1103/SDP1106 E-Series).[6]
Allwinner Technology использовал OpenRISC в контроллере AR100, который является частью СнК A31 (основной процессор в системе — ARM).[7]
Компания Cadence Design Systems использует OpenRISC в качестве референсной архитектуры в документации (например, для UVM reference flow.[8])
Экспериментальный компьютер наноспутника TechEdSat, созданный в NASA с использованием OpenRISC, в июле 2012 года был запущен на МКС.[9][10]
Научные и некоммерческие применения
правитьTechnical University Munich использует OpenRISC в исследованиях многоядерных систем (руководитель - Stefan Wallentowitz).[11]
В 2013 году был представлен проект jor1k - эмулятор OpenRISC 1000, написанный на JavaScript, способный запускать Linux и X Window System либо Wayland.[12]
Средства разработки
правитьПоддерживается GCC для С и C++, библиотекой libc выступает newlib или uClibc. Компания Dynalith предоставляет OpenIDEA, среду разработки. В 2012 году был начат проект по портированию LLVM для OpenRISC 1000[13].
Проект OR1K предоставляет симулятор or1ksim. Основная реализация, OR1200, может использоваться как RTL модель. Существует SystemC модель ORPSoC с потактовой точностью.
Высокоскоростная модель OpenRISC 1200 продается в виде Open Virtual Platforms от компании Imperas.
Операционные системы
правитьLinux
правитьЯдро Linux начиная с версии 3.1.[14] (32-битные процессоры OpenRISC 1000 - or1k).[15]
ОСРВ
правитьQEMU
правитьСм. также
правитьПримечания
править- ↑ Damjan Lampret et al., "OpenRISC 1000 Architecture Manual", Rev 1.3, 15 Nov 2007. Текст Архивная копия от 18 декабря 2016 на Wayback Machine
- ↑ Patrick Pelgrims, Tom Tierens and Dries Driessens, "Basic Custom OpenRISC System Hardware Tutorial: Embedded system design based upon Soft- and Hardcore FPGA’s", De Nayer Instituut, Hogeschool voor Wetenschap & Kunst, 2004. Available online アーカイブされたコピー. Дата обращения: 3 марта 2009. Архивировано из оригинала 27 ноября 2006 года.
- ↑ Xiang Li and Lin Zuo, "Open source embedded platform based on OpenRISC and DE2-70", Masters dissertation, SoC program, KTH, Sweden. Available online [1] Архивная копия от 6 октября 2011 на Wayback Machine
- ↑ OpenCores - Call for OpenRISC ASIC donations Архивировано 1 мая 2011 года.
- ↑ OpenCores donation FAQ. Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано из оригинала 26 апреля 2012 года.
- ↑ Samsung Open Source Release Center Архивная копия от 24 сентября 2013 на Wayback Machine, follow the links → TV & VIDEO → TV → DTV → ETC → OR1200.zip
- ↑ Linux-sunxi project community wiki page on the AR100 controller Архивная копия от 28 апреля 2021 на Wayback Machine. Retrieved on 20 July 2013.
- ↑ UVM Reference Flow Архивная копия от 26 ноября 2011 на Wayback Machine, Accellera website (undated).
- ↑ Post to the openrisc mailing lists at lists.opencores.org and lists.openrisc.net on 8 April 2012 by Fredrick Bruhn, CEO of ÅAC Microtec
- ↑ Press release 11 October 2012, ÅAC Microtec AB.
- ↑ Multicore Architecture and Programming Model Co-Optimization (MAPCO) (недоступная ссылка), Stefan Wallentowitz, Thomas Wild and Andreas Herkersdorf. Research poster at the Sixth International Summer School on Advanced Computer Architecture and Compilation for High-Performance and Embedded Systems (ACACES), Terrassa (Barcelona), Spain, 11–17 July 2010.
- ↑ OpenRISC Emulator In JavaScript Can Run Wayland. Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано 19 октября 2013 года.
- ↑ project wiki page Архивировано 14 октября 2013 года.
- ↑ git.kernel.org - linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git/tree - arch/openrisc/. git.kernel.org. Дата обращения: 17 октября 2011. (недоступная ссылка)
- ↑ Linux 3.1. Kernel Newbies. Дата обращения: 17 октября 2011. Архивировано 18 октября 2011 года.
- ↑ QEMU Changelog 1.2. Дата обращения: 20 октября 2013. Архивировано 21 октября 2013 года.
Ссылки
править- OpenRISC 1200 на сайте сообщества OpenCores
- Руководство по GNU toolchain для OpenRISC
- Beyond Semiconductor Архивная копия от 17 сентября 2016 на Wayback Machine коммерческая компания, бесфабричный производитель полупроводников основанная разработчиками OpenRISC.