基于QEMU RISC-V架构的OpenHarmony标准系统移植

RISC-V指令集架构的诞生促进了RISC-V硬件平台的快速发展,因此,在RISC-V架构硬件平台上运行高效且易于使用的操作系统需求日益增加.面向分布式、开源开放的智能终端操作系统OpenHarmony技术正在不断演进,其生态持续繁荣.然而,将OpenHarmony适配到RISC-V指令集架构平台上面临新的挑战,包括软件栈和芯片移植的问题. RISC-V指令集架构平台的软件栈和芯片移植存在新的挑战.本文提出了基于RISC-V QEMU平台的OpenHarmony标准系统移植的思路和方法,通过对关键软件栈进行适配和在QEMU RISC-V虚拟化硬件平台上移植图形显示驱动,成功实现了OpenHarmony标准系统在QEMU RISC-V虚拟化硬件平台上的正常启动,并进入系统桌面.该成果为开发者提供了在RISC-V平台上测试应用OpenHarmony标准系统的平台,并为新的RISC-V硬件平台上移植OpenHarmony标准系统提供了参考.     

RISC-V架构硬件辅助用户态内存安全防御方案概览

传统的用户态内存安全防御机制基于x86架构和纯软件方式实现,实现内存安全保护的运行时开销很高,难以部署在生产环境中.近年来,随着主流商业处理器开始提供硬件安全扩展,以及RISC-V等开源处理器架构的兴起,内存安全保护方案开始面向x86-64、ARM、RISC-V等多种体系架构和硬件辅助实现方式.我们对RISC-V架构上实现的内存安全防御方案进行了讨论,并对x86-64、ARM、RISC-V等处理器架构在安全方案设计上的特点进行了比较.得益于开放的指令集架构生态, RISC-V架构的内存安全防御方案相较于其他架构有一些优势.一些低成本的安全防御技术有望在RISC-V架构上实现.     

一种实用的无线键盘鼠标转换器的设计

介绍了利用数字无线通信模块和单片机,实现了一种将有线键盘鼠标转换为无线键盘鼠标的转换器。硬件构成包括发射器和接收器两部分。发射器主控芯片采用AT89C2051单片机,接收器主控芯片采用EZ-USBFX2单片机CY7C68013,无线通信部分采用基于nRF2401芯片的无线收发模块。软件部分为两块单片机的固件设计。该转换器利用现有的有线PS/2键盘鼠标,低成本地实现了无线键盘鼠标,因而存在着很大的实用价值。     

基于RISC-V的FFmpeg多媒体算法库优化策略

RISC-V处理器的广泛应用使得FFmpeg多媒体算法库在RISC-V平台上的高性能实现日益重要。提出一种基于RISC-V架构的系列优化策略,针对开源音视频多媒体FFmpeg算法库中不同特征和计算密度的算法,利用RISC-V指令集的扩展性对算法库中某些耗时的算法进行指令加速和并行优化。在深入研究RISC-V开源架构的基础上,构建一个基于RISC-V开源架构的高性能FFmpeg算法库。针对不连续访存类算法、数据依赖类算法、数据快速转换类算法,从向量单元配置、向量化访存、汇编优化、指令流水优化4个方面出发,大幅提升FFmpeg算法库在RISC-V处理器上的性能。实验结果表明,采用以上优化策略后的FFmpeg算法库在基于RISC-V架构的XT-910芯片上的性能得到明显提升,其中的不连续访存类算法、数据依赖类算法、数据快速转换类算法的加速比分别为8.20、3.67、3.62。     

CPU发展概述及国产化之路

基于当前芯片技术封锁及中国电子产品研发制造业如火如荼的大环境,文章对目前主流的CPU架构进行了整体概述,描述了X86架构和ARM架构下系列化产品的发展进程,并着重分析了国产化CPU的现状及RISC-V架构的发展前景。     

沁恒微电子潜心打造内嵌专业接口的RISC-V架构MCU

近日,苹果推出了M1处理器,相比关注具体指标,业内其实更关心M1推出后会引领产业往哪个方向发展,不少人的结论是RISC-V会成为未来芯片发展的热点,因为RISC-V有很多巧妙的方法可以提高性能.计算机界泰斗David Patterson大力支持RISC-V技术,国内单片机界泰斗何立民教授也曾表示RISC-V在人工智能领...     

基于轻量化远程过程调用的RISC-V调试协议栈方案

近年来,随着RISC-V架构以其独特的开源、精简、模块化等优势在工业界快速铺开,市场中涌现出大量基于RISC-V架构的处理器IP核及基于RISC-V架构设计的片上系统(system on chip).现有调试器作为RISC-V软件开发过程中的一个重要部件,存在性能低、部署成本高以及二次开发难度大等问题,难以应对现今井喷发展的RISC-V架构芯片的RTL设计与验证、程序开发与调试、量产批量编程的需求.为了解决这些问题,本文提出一种全新的、开源的、模块化基于轻量级远程过程调用实现互操作的RISC-V调试协议栈方案—Morpheus.实验及分析结果表明,该调试方案能够有效提高调试性能,降低部署成本和二次开发难度.     

用于IToF传感器的极低功耗RISC-V专用处理器设计

IToF深度探测技术是当前主流的3D感知实现方案之一，该技术的核心部件是IToF传感芯片。随着当今社会数字化与智能化进程的加快，各科技领域对IToF传感芯片的需求日益提高，然而IToF传感芯片产能的提升引起了由芯片运行所带来的功耗问题。针对IToF传感器设计一款基于第五代精简指令集架构（RISC-V）的极低功耗专用处理器IToF-miniRV。IToF-miniRV包含支持RV32I指令集、RV32M指令集和自定义IToF型指令的处理器，以及用于加速深度计算和光幅度运算的IToF硬件加速器。将IToF-miniRV处理器与蜂鸟E203、PULPissimo这两款开源的基于RISC-V的超低功耗处理器分别部署在Xilinx Zynq-7000芯片上，进行FPGA资源使用情况和运行功耗的对比实验，结果表明，相比蜂鸟E203和PULPissimo，IToF-miniRV处理器的FPGA资源使用率分别减少5.2和10.9个百分点，运行功耗分别下降37.6%和89.7%。     

基于可穿戴设备与云平台的RISC-V智能看护系统

设计了一款病患智能看护系统，该系统连接病患、病房和护士站，实时采集病患信息，并将信息总结、处理、汇总到护士站，实现智能看护。该系统主要包括可穿戴设备、终端设备和云平台3大模块，实现采集病患的生理信息、组网传输信息、总结处理信息和汇总显示四大功能。硬件采用基于RISC-V架构的CH32V103作为主控芯片，搭载传感器、蓝牙、无线网络芯片，最后利用MQTT通信协议将数据上传到阿里云物联网平台。经验证，该系统可以有效检测病患生理信息，并且能够预警，帮助医护看护病患。     

面向64位RISC-V的基础数学库自动化移植

受制于核心技术和知识产权等客观条件,国产自主芯片的研发困难重重。RISC-V作为一个开源指令集架构(ISA),具有简洁、模块化等优点,成为了国产处理器的新选择。基础数学库作为计算机系统最基础的核心软件库之一,对国产处理器的软件生态建设和健康发展尤为重要,而目前RISC-V还没有相关的基础数学库。因此,文中旨在将基于国产申威处理器的基础数学库移植到64位RISC-V平台。为了解决基础数学库的高效移植问题,首先设计了一个自动化移植框架,该框架通过功能模块间的松耦合,来实现高可扩展性;然后根据64位RISC-V指令集架构的特点,提出了基于全局的主动式寄存器分配方法和基于层次的指令选择策略;最后应用该框架,实现了对申威平台基础数学库中典型函数的移植,测试结果表明移植后函数功能正确且相对于GLIBC库在性能上有一定的提升。     

基于51单片机的嵌入式web服务器

本文设计实现了一个基于51单片机的嵌入式WEB服务器。由于51单片机系统资源的限制，本文使用C51编程实现了简化后的TCP／IP协议并在此基础上实现了HTTP协议。硬件设计采用8052单片机和RTL8019AS以太网接口芯片。整个系统可以通过Internet进行低成本远程访问。本文设计实现的基于51单片机的嵌入式Web服务器价格低廉，测试试验表明整个系统性能稳定，可以广泛的应用于实时性要求不高、需要通过Internet进行读写访问的场合，具有很强的实用价值。     

RISC-V MCU的FreeRTOS移植与应用开发

具有相同的RISC-V指令集的处理器实现并不相同.本文将针对基于RISC-V开源指令集的处理器芯片GD32VF103 MCU,介绍FreeRTOS在IAR EWRISC-V编译和开发环境下的移植过程.采用RTOS后,嵌入式系统很难监控系统的运行时行为、发现应用存在的问题,本文基于Tracealyzer分析工具直观地跟踪...     

基于开源架构的电力专用SoC芯片设计

对于现有软核处理器存在使用灵活性差、功耗高等问题，提出基于RISC-V架构的电力专用片上系统。采用RISC-V核作为标量处理器，按照系统功能设计、顶层结构设计、IP模块设计、功能仿真验证、综合布线、芯片制造等设计流程设计SoC芯片。实验结果证明，所提研究的SoC芯片仿真运行频率可达到100 MHz，且能灵活稳定运行，功耗较低，性能较高，能够对电力系统中的突发故障进行实时的监测和预警，可广泛应用于智能电网系统和智能家电的控制。     

基于RFID技术的健康证管理系统开发及应用

开发了一种基于RFID技术的健康证管理系统。该系统采用PHILIPS公司的Mifare读写卡作为射频识别解决方案,以89c52单片机作为读写控制芯片,使用手持式POS机作为移动读取设备。在健康证管理过程中实现了安全、高效、移动、非接触的健康信息确认。     

基于单片机的旋转式LED广告屏设计

基于单片机的旋转式LED广告屏主要由主控芯片外围电路、电源模块、无线通信模块、数据存储模块、显示屏驱动控制模块、直流电机驱动控制模块、串口通信模块组成。采用STC12C5616AD作为主控芯片,两列发光二极管对称地排列在圆周上作为显示屏。通过无线通信模块接收无线射频信号,由显示屏驱动控制模块驱动发光二极管工作。本设计具有低成本、高亮度、性能稳定的特点,用户还可自动遥控切换画面,显示屏信息录入也非常方便。     

嵌入式MODBUS/TCP网关及其在空调控制系统中的应用

提出了一种用AVR单片机及硬件协议栈芯片W3100A实现MODBUS设备接入以太网的方法,基于此嵌入式WEB网关,建立了一个MODBUS/TCP监控网络,并给出了硬件设计思路,最后重点介绍了MODBUS/TCP网关软件的实现方法.在实际工程应用中体现了其灵活性、通用性、低成本等优点.     

I2C总线在MCS51系列单片机数据采集系统中的实现

MCS51系列单片机不带I^2C总线，而许多接口芯片，如存储器芯片、显示驱动、A／D、D／A等接口芯片．由于小型化，低成本需要．采用了I^2C串行总线接口，这限制了I^2C总线接口芯片的使用。本文主要介绍I^2C总线结构、基本特征及时序．通过自行设计的数据采集系统，介绍新型的带FC总线的存储芯片FM24C64。通过软件模拟的方法。实现I^2C总线在MCS51系列单片机上的应用。     

基于串口通讯的音频文字信息广播系统设计

本文研究一套基于串口通讯的音频文字信息广播系统（以下简称广播系统）,与单片机构成的串口、无线通讯解决方案,实现音频、文字信息的传递和接收,重点研究基于RS232串口的通信,实现音频、文字信息广播。通过设计,可以利用PC机与单片机组建低成本、高可控性、使用灵活的控制系统。     

基于GPRS接口的双模式RFID门禁读卡器设计

为了实现某特定场所的远程监控和智能化管理,设计了一种GPRS接口的双模式RFID门禁读卡器。通过读取来自外接天线接收的无源标签卡射频信号,经过处理后输出给单片机,单片机处理信息后得出标签卡的身份信息,通过GPRS接口输出给连接在Internet上的计算机。系统以AT89S52单片机作为主控单元,射频信号的产生、发送和电子标签卡信息的读写与处理以芯片RC531为主,电子标签数据的GPRS接口输出以芯片SIM900为主,并支持TypeA和TypeB两种模式。应用结果表明,该门禁读卡器设计具有一定的实用性和推广价值。     

伟世盾安推出自主硬件平台的抗拒绝服务设备

近日,北京伟世盾安信息技术有限公司推出了基于全新硬件平台的抗DoS/DDoS攻击系统产品。此次更新的硬件平台是在国内完全自主研发和制造的,拥有自主版权,向芯片级别的安全又迈出了一步。全新的硬件平台是基于集成电路设计技术在FPGA芯片上实现专用服务器这一概念,将TCP/IP协议栈以及代理服务器系统集成在单颗芯片上实现的。FPGA是现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array)的简称。FPGA是融合了ASIC和网络处理器两种芯片优点的一种芯片。利用FPGA芯片实现数据密集应用,有着得天独厚的优势,其原因在于:FPGA芯片在内部…