8月13日，在两年一度的全国计算机体系结构学术年会上，龙芯中科董事长、中国科学院计算技术研究所研究员胡伟武发表了题为《教育系统的自主性与兼容性》的专题报告。
在报告中，他透露了龙芯的新动向——，开发“独立”且“兼容”的LoongArch指令集。最终，如果这个目标实现了，这将是一个中国可以牢牢掌握的、拥有自己“完整”生态的体系。
这件事的讨论一度登上知乎热搜榜。一位资深行业官员告诉DeepTech“LoongArch的计划已经提出很长时间了，最近由于‘供应中断’的严峻形势而显得尤为突出。事实上，中国一直希望推出一套自己的指导体系。但各方利益交织在一起，讨论已久，“未能达成协议或许是一个机会”。
自主研发VS侧选
美国两个政党在很多题上存在分歧，但在对华态度上却很少达成一致。未来，无论特朗普是否连任，预计美国对华政策不会发生重大变化。
当前，“构建独立于Wintel系统Windows+Intel、AA系统ARM+Android的安全可控信息技术体系和产业生态系统”已成为国家战略。
要实现这一目标，“芯片”题是绕不开的。芯片题归结为两个小点。一是CPU的指令集架构，二是生产工艺。本文不讨论流程题，而仅讨论前者。
指令集架构，也称为指令集或指令集系统，是计算机软件运行的基础设施。指令集中的指令被翻译成机器代码，然后直接与CPU交互。这是比汇编语言更低级别的封装。
该指令的含义是将地址2处的值与一个常量相加，然后写入地址1。
目前仍然活跃在商业领域的指令集大体分为以ARM、RISC-V、MIPS为代表的简化指令集和以X86为代表的复杂指令集。这里的简单性和复杂性可以简单地通过包含的指令数量来理解。
采用X86架构的厂商有著名的Intel和AMD。这种架构是Intel首创的，由于历史原因形成了现在的双电源局面。值得注意的是，X86架构默认不再进行外部许可。
由于采用ARM指令集的产品在功耗方面具有优势，几乎所有的智能手机、平板电脑和便携式智能设备都必须购买ARM的许可才能在商业上可行。ARM目前归日本软银所有，但有传言称英伟达将收购ARM，届时它将成为美国的一部分。
RISC-V是一种特殊的开源指令集架构。这意味着RISC-V指令集可以免费用于任何目的，任何人都可以免费设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。所有公司的专利。
最追求RISC-V的国家是中国。
追求到什么程度呢？据RISC-V显示，其拥有10家顶级成员，其中8家是中国企业和组织阿里巴巴、晶心科技、华为、中国科学院计算技术研究所、中国软件研究所。科学院、RIOS、中兴微电子、赛方科技。
RISC-V高级会员
RISC-V是一个全性的非营利组织，所以理论上并没有“卡壳”，但该组织的核心管理人员主要是美国人，而且目前非常分散，所以无法添加太多有用的、高效的指导。主枝。简而言之，中国似乎不可能在这个体系中占据主导地位。
最后我们来了解一下龙芯所使用的MIPS。
它仍然由一家美国公司拥有，龙芯是其最大的客户。随后，由于战略判断失误，公司逐渐衰落，几经波折，多次被收购，导致开发商损失严重。毫不夸张地说，没有龙芯，MIPS就死了。然而，尽管朗森想要收购这样一家公司，但始终没有得到美国政府的批准。
总结一下，X86是无授权的，ARM有严格的授权，而中国一直押注于RISC-V和MIPS。
胡伟武表示，自主和兼容这两条路径已经讨论了15年。兼容的优点是有自己的生态系统，缺点是受制于人，严重阻碍了其所代表的底层软件的发展。通过“操作系统”。他认为，不可能建立一个基于外国指挥系统的独立生态系统。
“龙芯之前选择了MIPS授权，但感觉更开放，允许我们独立添加指令，所以我们花了几年时间在相对较弱的MIPS或开源RISC-V上建立了自己的生态系统。”我认为我们可以做到。是的，但最近发生了很多事情，所以我们必须意识到，无论对方多么弱，它都可能对我们的业务构成巨大的障碍，”他说。
所以Longson唯一的出路就是建立自己的指令集。
兼容所有河流并开放
完全自主说起来容易做起来难。创造一个人人都可以使用的产品很容易，但创造一个人人都可以使用的产品却很难。考虑到目前的主流生态，是否可以独立出来？
胡伟武的回是肯定的。目标是开发一个独立的指令集架构，兼容所有主要指令集架构。
胡伟武表示，这条路是完全可行的。
首先，在基础软件方面，迁移BIOS和内核的工作量并不大。汇编器和编译器的工作量是可控的，重新移植和编译整个操作系统的工作量并不大。汇编语言直接编译成自主指令系统就足够了。
其次，在动态翻译虚拟机方面，龙芯可以独立完成Java、JavaScript、NET三大虚拟机迁移，完成后无需修改即可直接运行相应的应用程序。
最后，在二进制转换方面，它主要针对X86、ARM和MIPS。QEUM已经可以实现，关键是提高运行效率。
目前，龙芯已完成独立指令集规划，包括337条基本指令、10条虚拟机扩展指令、176条二进制翻译扩展指令、1024条128位向量扩展、1018条256位向量扩展。2565命令。值得注意的是，添加二进制转换指令所带来的CPU面积和延迟开销几乎可以忽略不计。
胡伟武解释说，二进制转换硬件支持主要涉及定点运算和内存访地址计算。统计数据显示，硬件开销区域增加了约1-2倍，而延迟开销几乎不存在。
报告中，胡伟武将这一系列作品称为“建筑翻译”，并做了形象的比喻。
语言和文化计算机体系结构
他们表示，我们现在想要达到的效果是语言级别的翻译，实现的难度根据架构的不同而不同。
例如，将繁体中文翻译成简体中文非常简单，将法语翻译成英语相对简单，但将英语翻译成中文则相对困难。
技术的进步给二进制翻译带来了新的机遇。首先，硬件资源明显丰富。晶体管和CPU的性能已经过大了。其次，虚拟机技术发展迅速。二进制翻译本质上是一个跨命令系统虚拟机，它支持虚拟机的大部分基础设施，并且可以跨二进制翻译系统重用。
有人二进制翻译能否兼容现有指令集，但存在法律题。
胡伟武认为，上肯定有不同的意见，但他认为美国等发达国家的法律一般不构成侵权。历史上，IBM、HP、Intel、Appel、Transmeta、QualComm和NVIDIA都曾使用该技术来推广新架构，其中Transmeta赢得了针对Intel的诉讼。
基本上，确定了方案后，龙芯已经开始行动，并取得了初步成效。
龙芯的二进制翻译系统称为LAT。胡伟武为这一制度设定了“1987年”的预定目标。
LAT“1987”计划
胡伟武晒出了一张图表。该图中唯一的变量是指令架构，精细结构完全相同。
通过简单更改为LoongArch指令架构，我们可以看到处理器的定点性能提升了166，浮点性能提升了94。
隆加克VSMIPS
在Linux进程级MIPS二进制翻译方面，胡伟武专门为本报告制作了临时执行结果。他表示，很多软件库还不完善，优化工作还没有完成。不过从结果来看，这些效果似乎在一两个月之内就能达到，达到100的目标也不会有任何题。
Linux进程级MIPS二进制转换效果
Linux进程级X86二进制翻译效果也是不完整的数据。我们可以看到，定点性能达到基数444，浮点性能达到基数585。虽然这个成绩相对于QEMU来说已经很不错了，但是离预定的80的目标还很远。
Linux进程级X86二进制转换效果
报告中，胡伟武汇报了LoongArch指挥系统目前的工作进展。
他表示，龙芯GS132、GS264、GS464三个系列IP核指令系统的改造已经完成。部分基于LoongArch的龙芯CPU已于2020年第二季度交付流片，预计样品将于2020年第四季度提供。
在基础软件操作系统方面，正在完成BIOS和编译器的内核翻译，并正在编译完整的操作系统，以使SPECCPU等复杂应用程序能够在FPGA上运行。JavaScript、NET虚拟机正在运行。
二进制翻译系统LAT已基本完成开发并开始调试和优化。MIPS和X86用户模式二进制转换不断改进。默认通过X86系统二进制翻译，并且对最困难的地址翻译进行了调整。
上述工作预计2020年底前完成。
报告最后，对龙嘉克未来的规划进行了简要说明。
1对LoongArch命令系统进行知识产权分析。该项目正在委托第三方进行，国内部分计划于2020年底完工，海外部分计划于2021年完工。
2组建自主指挥系统联盟。龙芯计划免费开放LoongArch，开放Cortex-A53或更低性能的处理器IP核。不过，在联盟内公司无法参与彼此指挥系统诉讼的情况下，我们希望能够组建一个针对第三方的CPU防御联盟。同时，我们将致力于在大学推广LoongArch小规模系统，约100个指令。
此外，龙芯将持续完善二进制翻译的硬件支持和软件优化，力争在2025年消除教育系统之间的壁垒，实现“大学天下”的境界。
胡伟武出席龙芯中科捐赠仪式。
最后，胡伟武总结道，二进制翻译可以解决兼容性题，但必须认识到，它在战略上是一种“过渡性解决方案”。这是为新架构铺平道路。如果新的架构成功了，这个架构也会消亡。
知乎网友maomaobear对翻译后的程序执行效率表示担忧。“微软的X86到ARM的转换和英特尔的ARM到X86的转换都非常低效。苹果的转换似乎更高。”
龙芯相关人士回应称，“龙芯进行指令集研发已经快20年了，我们不是埋头写论文，而是积累了发布完全独立指令集架构的能力。”
迟到者的命运
事实上，我们不必因为被“困住”而感到悲伤或愤怒。
在电子计算机领域，包括韩国在内的大多数国家的发展史几乎可以看作是美国国内的工业史。
第一台真正的电子计算机是美国人于1937年发明的。“现代计算机之父”冯诺依曼是美国人创造的。第一批台式电脑、操作系统、鼠标、键盘和硬盘也是由美国人开创的。
在这个过程中，许多载入史册的名字在美国诞生。无数的学者、商人、官僚和工程师使美国成为先驱。它在拥有绝对优势的同时，也给追随者制造了很多障碍。
我们已经克服了一些障碍，比如锂电池隔膜、电信中的5G、北斗全定位系统（GPS），还有一些障碍正在克服过程中，比如本文中的CPU指挥系统。
但不必太仓促或恐慌。我们不会一夜之间落后，也不可能一夜赶上。
一、学习嵌入式，要学哪些电路知识？
从技术角度定义以计算机技术为基础的专用的、面向应用的计算机系统，其软件和硬件可以定制，以满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、重量和功耗的严格要求。能。消耗。简单地说，它是一个包含处理器、具有独立信息处理功能的专用软硬件系统。
从系统角度定义嵌入式系统是一种利用紧密耦合在一起的硬件和软件来完成复杂功能的计算机系统。嵌入式一词反映了这些系统通常是更大系统（称为嵌入式系统）的组成部分。多个嵌入式系统可以共存于一个嵌入式系统中。
英国电气工程师协会的定义-用于控制、监视或辅助设备、机械或工厂操作的装置。
微型计算机学会的定义——嵌入式系统是用于嵌入式应用的计算机系统，可分为系统级、模块级和芯片级。
系统级不同类型的工业计算机通过标准总线（CPCI、PCI-ISA、VME等）互连。
模块级各类带CPU的模块，嵌入式CPU模块PC104模块，饼干板。
芯片级以微控制器、DSP、嵌入式微处理器为核心的各种产品。
嵌入式系统有哪些特点？
它主要有以下特点
关于嵌入式嵌入式处理器仅内置于为特定应用而设计的系统中。
综合性强嵌入式系统是计算机技术、半导体技术、电子技术与各行业具体应用相结合的产物。
高效设计嵌入式系统中的硬件和软件都必须高效设计、定制并消除冗余。
程序强化软件通常被强化到存储芯片或处理器本身上，以提高系统的执行速度和可靠性。
需要有独立的开发系统。嵌入式系统本身没有开发能力，需要一套开发工具和开发环境。
生命周期长嵌入式系统具有较长的生命周期，因为它们与特定的应用程序耦合，并且升级通常与特定的产品同时进行。
其他还包括高可靠性、低成本和低功耗。
嵌入式系统有哪些应用？
坦克、导弹、飞机、军舰、雷达、DVD机、电视、微波炉、洗衣机、冰箱、热水器、手机、MP3播放器、数码相机、数码摄像机、机顶盒、键盘、鼠标、闪存盘、CD-ROM、交换机、路由器等。我们生活中使用的几乎每个方面都“内置”了嵌入式系统。
如何学习嵌入式系统？
嵌入式系统看似简单地分为硬件和软件，但
对于一些想知道的vxworks下测试鼠标和如何检测鼠标微动的各位朋友，本文都详细地解vxworks下测试鼠标的由来，希望对诸位有所帮助。
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