インターフェース通信 2019年12月号 <br>特集「注目オープンソース RISC-Vマイコン」

インターフェース通信 2019年12月号
特集「注目オープンソース RISC-Vマイコン」

■特集案内

　インターフェース2019年12月号の特集は，「注目オープンソース RISC-Vマイコン」となります．オープンソースCPUとして注目を集める「RISC-V」の基礎知識から続々登場する低価格マイコン・ボード，オープンソース時代の新しいコンピュータ作りまで，新世界をかいま見てみます．

　最近，RISC-V関連のニュースを目にすることが多くなっています．過去のアーキテクチャに縛られない1から設計されたクリーンな命令セットで，仕様がオープンソースで公開されていて，特定分野に絞った最適化で，ムーアの法則が終わった世界でも成長可能な夢の命令セットといったすてきな文言が並んでいて心が躍ります．最近ではRISC-V Day Tokyoなどのカンファレンスが国内で開かれ，日立製作所やトヨタなど大きな企業が協賛して今年はさらに盛り上がっています．

　RISC-Vはオープンソースの命令セットで，ホビー・ユースから商業利用まで幅広いユーザの注目を集めています．そんなRISC-Vの実プロセッサをてっとり早く使いたい，そんな要望をかなえてくれる製品として，RISC-Vコア内蔵SoCを搭載したSipeed社の低価格なマイコン・ボードがあります．

　近年，オープンソースの命令セット・アーキテクチャ，「RISC-V（リスク-ファイブ）」が注目されています．RISC-Vの命令セット・アーキテクチャISA（Instruction Set Architecture）は完全に公開されており，誰でもRISC-V ISAを使ってCPUを設計できます．

　ここでは，RISC-Vの命令セットについて紹介します．RISC-Vの命令セットは，他の命令セットと比べると比較的シンプルであると思います．例えばインテルのx86やArmの命令セットについて調べ始めると数千ページを超える膨大な資料を読み込んだり，分散された各種さまざまな資料を読み込む必要があります．しかし，RISC-Vの仕様および命令セット仕様書はかなりシンプルであるため，少し時間をかければ理解できると思います．

　現在，さまざまな種類のRISC-Vコアが公開されています．ライセンス・フリーのRISC-Vは，自由にCPUコアを実装できるので当然ですが，情報が多すぎてどのようなコアがあるのか分かりにくいかもしれません．ここでは，現在入手可能なコアを中心に，世界中で開発されているRISC-Vコアを紹介します．

　本章では，小型RISC-VボードHiFive1を使ってさまざまなアプリケーションを動かすことに挑戦します．HiFive1は，RISC-Vコア開発を行っているSiFive社が開発した小型RISC-Vボードです．おそらく世界で初めて販売されたRISC-Vボードだと思います．HiFive1は以下のような仕様になっています．

　CPUやディジタル回路の設計では，設計した回路の検証においてFPGAは非常に強力なツールです．FPGAを使用することで，RTLシミュレーションでは不可能な長いテスト・パターンを実行し，RTLでは再現できない複雑な信号タイミングを生成でき，回路の検証をより強化できます．

　本稿では特に，RISC-Vを利用したオープンなチップ開発を主題に据えて，主要なRISC-Vソフト・プロセッサや，オープンな半導体チップ開発環境（EDAツール，Electronic Design Automation）筆者が設計に携わっているシンプルなRISC-Vソフト・プロセッサといったものを眺めていきます．

　ここでは，オープンソースのプロセッサ・アーキテクチャである「RISC-V」を，オープンソースな設計ツール・ライブラリを使って，シリコン・チップの設計データまで変換する手順を紹介します．誰でもCPU を作れる時代になるかもしれません．

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＠東京
オフ会ウィーク　1月21日～25日
~~1月21日(月)「ESP32マイコン＆M5Stack」~~
~~1月22日(火)「AIコンパイラの世界」~~
~~1月23日(水)「音声信号処理コンピュータ」~~
~~1月24日(木)「ラズパイで作る本格Myサーバ」~~
~~1月25日(金)「最強Ultra96＆AI画像認識」~~
~~2月27日(水)「量子コンピュータ」~~
~~3月26日(火)「国土地理院で始める地図とIoT」~~
~~5月17日(金)「IoT時代のモダンOSの世界」~~
~~5月30日(木)「センサARコンピュータの世界」~~
~~6月17日(月)「ポインタが使えるモダンC++風言語Rust×組み込みの研究」~~
~~6月21日(金)「ラズパイ画像センシング」~~
~~7月18日(木)「エッジAIモダン計測制御の世界」~~
~~9月20日(金)「農業＆自然センシング大研究」~~
~~9月30日(月)「プログラミング学習の研究への誘い」~~
11月19日（火）「水・海洋IoTセンシング＆カメラの世界」
12月上旬(調整中)「注目オープンソース RISC-Vマイコン」

＠名古屋
~~8月26日(月)「エッジAIモダン計測制御の世界」~~

＠大阪
~~1月31日(木)「最強Ultra96＆AI画像認識」~~
~~8月27日(火)「エッジAIモダン計測制御の世界」~~

＠京都
~~2月22日(金)「量子コンピュータ」~~

＠岡山
~~3月14日(木)「IT農業」~~

＠福岡
~~1月16日(水)「IT農業」~~
~~10月16日（水）「農業＆自然センシング大研究」~~

＠仙台
テーマ＆調整中

＠浜松
~~5月23日(木)「IT農耕実験の世界」~~

＠豊橋
テーマ＆調整中

■次号予告

■見逃しインターフェース

　インターフェース2019年7月号の特集は，「カメラで測る画像センシング」となります．小型コンピュータとカメラで撮影した画像を，画像処理や人工知能で加工し，長さを図ったり，基準画像との差分を検出したり，顔認識を実験します．また，特設記事として，ラズパイ・カメラの活用法をまとめた「保存版ラズパイ・カメラ便利帳」も掲載しています．

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