ES組込みシステムのハードウェア設計・製造 · 演算処理部の設計

RISC-V

りすくふぁいぶ

オープンソースの命令セットアーキテクチャ（ISA）。ライセンスフリーで利用でき、カスタム命令の追加が可能。IoTデバイスや組込みシステム向けに注目されており、ARMに代わる選択肢として採用が拡大している。

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Past Exams

過去問での出題

過去問で 1 回出題（エンベデッドシステムスペシャリスト試験 1）。うち 1 回は用語そのものを問う問題です。

出典: 独立行政法人情報処理推進機構（IPA）の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。「用語を問う問題」は、この用語の説明や特徴そのものを問う問題です。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。

CPU機能を1つの半導体チップに集積した集積回路。演算装置（ALU）、制御装置、レジスタで構成される。外部にメモリやI/Oを接続して使用する。組込みシステムではARMアーキテクチャが広く普及している。

CPU、メモリ（ROM/RAM）、I/Oポート、タイマ、AD変換器などの周辺回路を1チップに集積した集積回路。マイコンとも呼ばれ、家電、自動車、産業機器など幅広い組込み機器に使用される。

ARM社が開発したRISCベースのプロセッサアーキテクチャ。低消費電力と高性能を両立し、スマートフォン、IoTデバイス、組込み機器で広く採用される。Cortex-M（マイコン向け）、Cortex-R（リアルタイム向け）、Cortex-A（アプリケーション向け）の3シリーズがある。

命令セットを単純化し、各命令を1クロックサイクルで実行できるようにしたプロセッサアーキテクチャ。パイプライン処理との親和性が高く、組込みプロセッサ（ARM等）で広く採用される。CISCと対比される概念。

命令の実行を複数のステージ（フェッチ、デコード、実行、メモリアクセス、ライトバック等）に分割し、各ステージを並行して処理する技法。スループットが向上するが、分岐予測ミスやデータハザードによるパイプラインストールが課題となる。

複数のCPUコアを1つのチップに搭載したプロセッサ。並列処理による性能向上が可能だが、組込みシステムではコア間の排他制御やリアルタイム性の保証が課題となる。AMP（非対称型）とSMP（対称型）の構成がある。