4-王宜怀-基于通用嵌入式计算机GEC的RT-Thread快速学习与应用方法-20231223_20240102140547.pdf

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1、基于通用基于通用嵌入式计算机嵌入式计算机GEC的的RT-Thread快速学习与应用方法快速学习与应用方法 以以RISC-V架构为例架构为例苏州大学苏州大学 王宜怀王宜怀2023年年12月月 摘要摘要：实时操作系统实时操作系统的快速学习与应用方法是值得从理论与实践的快速学习与应用方法是值得从理论与实践层面探讨的问题，苏州大学探索了构建通用嵌入式计算机层面探讨的问题，苏州大学探索了构建通用嵌入式计算机GECGEC，实现了，实现了RT-ThreadRT-Thread的的BIOSBIOS内驻留，进行了对外接口函内驻留，进行了对外接口函数的映射，设计了基于数的映射，设计了基于RT-ThreadRT-Th

2、read标准工程模板，面向实际应标准工程模板，面向实际应用设计了用设计了RT-ThreadRT-Thread下延时函数、事件、消息队列、信号量、下延时函数、事件、消息队列、信号量、互斥量等互斥量等RTOSRTOS基本要素的实例，为实际应用开发提供了可基本要素的实例，为实际应用开发提供了可“照葫芦画瓢照葫芦画瓢”的模板，为实现的模板，为实现RT-ThreadRT-Thread快速学习与应用提快速学习与应用提供了基础。在此基础上，撰写了相关著作，丰富了供了基础。在此基础上，撰写了相关著作，丰富了RT-ThreadRT-Thread应用生态系统应用生态系统。第第2 2页页 共共4848页页 一、一、

3、RISC-V的来龙去脉的来龙去脉 二、基于二、基于RISC-V的构建通用嵌入式计算机的构建通用嵌入式计算机 三、基于三、基于RISC-V的的CH32V307构建构建GEC生态系统生态系统 四、四、基于基于RISC-V的的D1构建构建GEC生态系统生态系统 五、嵌入式人工智能：物体认知系统五、嵌入式人工智能：物体认知系统目目 录录 六、教材的演进六、教材的演进第第3 3页页 共共4848页页 一、一、RISC-V的来龙去脉的来龙去脉 1.名词梳理名词梳理 （1 1）复杂指令集计算机复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Complex Instruction Set C

4、omputerComputer，CISCCISC），其指令系统复杂、庞大，一般在），其指令系统复杂、庞大，一般在200200条以上；寻找方式较多，一般条以上；寻找方式较多，一般大于大于4 4；代表；代表着复杂的着复杂的CPUCPU设计，典型代表为设计，典型代表为IntelIntel公司公司X86X86。（2 2）精简指令集计算机精简指令集计算机（Reduced Reduced Instruction Set Instruction Set ComputerComputer，RISCRISC），），其其指令系统简单、精简，指令系统简单、精简，一般一般在在100100条条以下；以下；寻找方式寻找方

5、式较少，一般较少，一般小于小于4 4；代表；代表着简约的着简约的CPUCPU设计，典型代表设计，典型代表为为AppleApple公司的公司的MacintoshMacintosh、ARMARM、RISC-VRISC-V。第第4 4页页 共共4848页页 2.为什么会出现为什么会出现RISC?1979 1979年，美国加州大学伯克莱分校的帕特逊教授团队分析年，美国加州大学伯克莱分校的帕特逊教授团队分析CISCCISC存在的存在的主要缺点：（主要缺点：（1 1）CISCCISC中各种中各种指令的使用率相差悬殊指令的使用率相差悬殊：一个典型程序的运算：一个典型程序的运算过程所使用的过程所使用的8080

6、指令，只指令，只占一个处理器指令系统的占一个处理器指令系统的2020；（；（2 2）复杂）复杂的的指指令系统带来令系统带来结构的结构的复杂性，增加复杂性，增加了设计的时间与了设计的时间与成本，也容易成本，也容易造成设计造成设计失失误；（误；（3 3）很难）很难把把CISCCISC的全部硬件做在一个芯片上的全部硬件做在一个芯片上，影响了单片计算机，影响了单片计算机的的发发展。为了克服这些缺点，帕特逊展。为了克服这些缺点，帕特逊等人提出了精简指令的等人提出了精简指令的设想，即设想，即指令系统应指令系统应当只包含那些使用频率很高的少量当只包含那些使用频率很高的少量指令，并指令，并提供一些必要的指令以