RISC-V处理器与片上系统设计:基于FPGA与云平台的实验教程
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第2章 RISC-Ⅴ指令集体系架构介绍

2.1 引言

就像人类通过语言交流一样,在计算机软硬件之间的交流必须使用计算机语言,这种语言被称为指令(Instruction)。一门计算机语言就是众多指令的集合,也称为指令集架构(ISA)。与人类世界种类繁多的语言不一样,计算机指令集架构之间大致可以分为两类,复杂指令系统计算机和精简指令系统计算机。目前主流的数指令集架构有MIPS、ARM、Intel x86、SPARC和PowerPC等,且大多数都诞生于20世纪70至80年代。

而本书所介绍的指令集架构是一种最近十年间诞生的指令集架构——RISC-Ⅴ,它是由加州大学伯克利分校于2010年开发的。其实在RISC-Ⅴ指令集架构之前,伯克利分校已经有了四代RISC指令集架构的设计经验,第一代RISC指令集早在1981年就已经出现。RISC-Ⅴ汲取了这几十年来不同指令集架构发展过程中的优点,凭借着其后发优势逐渐成为一种从高性能服务器到嵌入式微控制器通用的指令集架构,也是至今为止最具备革命性意义的开放处理器架构。2015年,非营利性组织RISC-Ⅴ基金会成立,为RISC-Ⅴ的发展建立了良好的生态环境。

本章将结合RISC-Ⅴ官方文档和笔者的使用经验,力求以一种浅显易懂的行文方式来介绍RISC-Ⅴ指令集体系架构。