Die RISC-V-Architektur: 16 Boards und MCUs, die Sie kennen sollten

Mikrocontroller sind allgegenwärtig und treiben alles an, vom Geschirrspüler bis hin zu leistungsstarken Computersystemen und Millionen von portablen und IoT-Geräten. Bei den Prozessorkernen und Architekturen dominieren Namen wie ARM, AVR, MIPS, Xtensa, 8051 und so weiter die Landschaft, jeder mit einzigartigen Stärken und Anwendungsbereichen. Diese Plattformen, die in vielen sehr beliebten Mikrocontrollern wie STM32, ESP32-S3, ATmega verwendet werden, haben ein gemeinsames Merkmal: Sie sind proprietär.

Einige unserer Leser werden sich vielleicht daran erinnern, dass Elektor vor ein paar Jahren einige Artikel zu diesem Thema veröffentlicht hat, als die Auswahl an Hardware noch viel begrenzter. RISC-V wurde ab 2010 an der University of California, Berkeley, entwickelt und war als zukunftsweisende, nicht durch Altlasten beeinträchtigte Architektur gedacht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Prozessorarchitekturen ist RISC-V quelloffen, modular und modern konzipiert. Genauer gesagt, handelt es sich um eine offene Standard-Befehlssatzarchitektur (Instruction Set Architecture, ISA), also eine standardisierte Definition der Befehle, die ein Prozessor ausführen kann. Die Architektur wurde entwickelt, um die proprietären Beschränkungen traditioneller ISAs wie die von Intel, AMD oder ARM zu überwinden. Im Gegensatz zu proprietären ISAs erlaubt RISC-V jedem, seine Spezifikationen ohne rechtliche Beschränkungen zu implementieren, was die Innovation und Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und führenden Experten fördert.

Mit einem offenen ISA können viele Unternehmen gebrauchsfertige RISC-V-Cores in Form von Blöcken mit geistigem Eigentum (IP) entwickeln und verkaufen. Ein Mikrocontroller-Hersteller kann einen RISC-V-Core kaufen und ihn in einem Mikrocontroller verwenden, indem er seine eigenen Peripheriebausteine hinzufügt. Dies fördert den Wettbewerb zwischen den IP-Anbietern, regt die Innovation an und senkt die Kosten. Die Hersteller können zu leistungsfähigeren ICs wechseln, ohne in proprietäre Ökosysteme eingebunden zu sein.

RISC-V: Ein einfaches Konzept

RISC-V folgt, wie der Name schon sagt, den RISC-Prinzipien (Reduced Instruction Set Computer), bei denen ein kleiner, optimierter Satz von Anweisungen im Vordergrund steht. Dies reduziert die Komplexität des Hardwaredesigns und ermöglicht schnellere Entwicklungszyklen. Im Gegensatz zu älteren Architekturen wie x86, die mit jahrzehntelanger Abwärtskompatibilität behaftet sind, fängt RISC-V neu an und enthält nur das, was für moderne Anwendungen erforderlich ist. Die Basis von RISC-V besteht zum Beispiel aus nur 47 Befehlen, im Vergleich zu Hunderten von Befehlen beim x86. Details über den Befehlssatz finden Sie hier , zusammengefasst von GitHub-Benutzer msyksphinz-self. Dieses schlanke Design macht die Implementierung und Verifizierung einfacher, was zu geringeren Kosten und weniger Fehlern führt. Während dieser Basis-Befehlssatz in der Tat recht minimalistisch ist, gibt es optionale Erweiterungen, die je nach Bedarf hinzugefügt werden können.

Modularität

Die Erweiterungen ermöglichen die Anpassung der Prozessoren an spezifische Bedürfnisse. Es gibt etwa 30 Erweiterungen, darunter Multiplikation und Division (M) für arithmetische Operationen, atomare Befehle (A) für Multi-Thread-Programmierung, einfach und doppelt genaue Gleitkommaberechnung (F und D) für wissenschaftliche Berechnungen und Signalverarbeitung, Vektorverarbeitung (V) für parallele Datenoperationen, komprimierte Befehle (C) und so weiter. Die vollständige Liste und weitere Einzelheiten finden Sie unter . Diese Modularität optimiert die Nutzung des Siliziums und die Energieeffizienz: Die Chiphersteller können Mikrocontroller herstellen, die nur das enthalten, was für eine bestimmte Anwendung benötigt wird, ohne Ressourcen zu verschwenden, und so die Kosten senken. Ein Mikrocontroller für IoT-Geräte könnte beispielsweise Gleitkommaeinheiten ausschließen, um Strom und Silizium zu sparen, während ein Prozessor für KI-Arbeitslasten Vektorerweiterungen für beschleunigte Berechnungen enthalten würde. Ein schönes Diagramm, das den Basis-Integer-Befehlssatz für einen 32-Bit-Kern (RV32I) zusammen mit den M-, A- und C-Erweiterungen zeigt, wurde vom Github-Nutzer kuashio erstellt.

Mehr Sicherheit?

Die Offenheit von RISC-V hat die Innovation im Bereich der Prozessorsicherheit vorangetrieben. Wenn Sie eine Anwendung haben, für die Sicherheit wichtig ist, dann ist die Open-Source-Natur von RISC-V eine großartige Eigenschaft: Es ist dann leichter zu überprüfen. Aus demselben Grund sind auch viele Krypto-Wallets quelloffen. Erweiterungen wie CHERI (Capability Hardware Enhanced RISC Instructions) ermöglichen einen feinkörnigen Speicherschutz, der die Anfälligkeit für Angriffe wie Pufferüberläufe verringert. Im Gegensatz zu proprietären Architekturen können Forscher mit RISC-V experimentieren und Sicherheitsfunktionen ohne Lizenzbeschränkungen implementieren.

Niedrige Kosten, gemeinsame Nutzung

Mit einem offenen ISA entfallen die mit proprietären ISAs verbundenen Lizenzgebühren. Hersteller von Mikrocontrollern können ihre eigenen RISC-V-Cores entwickeln oder gebrauchsfertige IP-Blöcke von Anbietern erwerben. Dieses wettbewerbsfähige Ökosystem senkt die Kosten und macht fortschrittliche Mikrocontroller und Prozessoren für ein breiteres Publikum zugänglich.

Eine weitere Kostensenkung wird durch die gemeinsame Entwicklung von Software-Ökosystemen (Compiler, Betriebssystemunterstützung und so weiter) durch mehrere Unternehmen erreicht. Das offene Modell von RISC-V bündelt Ressourcen und Fachwissen, ähnlich wie Linux die Betriebssysteme oder Ethernet die Netzwerktechnik revolutioniert hat. Unternehmen können sich auf einzelne Unterscheidungsmerkmale konzentrieren, anstatt grundlegende Arbeiten zu wiederholen, was die Innovation beschleunigt und das gesamte Ökosystem verbessert.

Rechtliche Unbedenklichkeit für alle

Wie kann eine Universität Studenten der Computertechnik rechtmäßig in der Prozessorentwicklung unterrichten, wenn x86- und ARM-Kerne nicht quelloffen sind? Abgesehen von den rechtlichen Einschränkungen gibt es auch eine technische Herausforderung: Diese Prozessoren sind nicht modular aufgebaut, so dass die Studenten eine Vielzahl von Anweisungen implementieren müssen, bevor sie einen potenziell funktionsfähigen Prozessor erhalten. Die multinationalen Halbleiterkonzerne legen ebenfalls Wert auf diese rechtliche Absicherung. Haben Sie schon von dem Rechtsstreit zwischen ARM und Qualcomm gehört? RISC-V hingegen bietet den Unternehmen einen anderen Ansatz, bei dem keine Lizenzgebühren anfallen.

Übernahme durch wichtige Akteure

Der offene Ansatz von RISC-V hat große Aufmerksamkeit erregt, und große Unternehmen haben ihn für ihre Produkte verwendet. Im Jahr 2015 wurde die RISC-V-Foundation gegründet, der wichtige Akteure wie Google, NVIDIA, Western Digital und NXP beitraten. Im Laufe der Jahre schlossen sich AMD, Qualcomm, IBM und andere an und festigten die Marktpräsenz weiter. NVIDIA verwendet RISC-V für bestimmte Kerne in seinen GPUs, während Western Digital es für Speichergeräte nutzt. SiFive, ein Pionier in der RISC-V-Entwicklung, bietet eine Reihe von Prozessoren für eingebettete und Hochleistungsanwendungen an. Die wichtigsten IP-Lieferanten sind Nuclei, SiFive und T-Head, während einige Hersteller wie Espressif und WCH ihre eigenen IPs entwickeln, um ihre Produkte zu differenzieren. Ohne es zu wissen, haben Sie vielleicht schon RISC-V-Hardware verwendet, wie den ESP32-C3, ESP32-C6 und ESP32-P4. Sogar Raspberry Pi verwendet RISC-V-Kerne in seinem neusten Mikrocontroller, dem RP2350, der im Raspberry Pi Pico 2 verwendet wird.

RISC-V in der Praxis

Ist RISC-V trotz des Hypes, der darum gemacht wird, wirklich so „revolutionär“ für den durchschnittlichen Nutzer? Die meisten Ingenieure und Maker programmieren in C/C++ oder anderen Hochsprachen, was bedeutet, dass sie diesen reduzierten Befehlssatz nicht erlernen müssen. Für Entwickler und Ingenieure erfordert die Umstellung auf RISC-V nur geringfügige Änderungen der etablierten Arbeitsabläufe und Gewohnheiten. Tools wie Compiler und Entwicklungsumgebungen sind bereits verfügbar und werden jeden Tag besser. Wenn Sie sich für Embedded-Entwicklung interessieren, ist die Verwendung von RISC-V-Mikrocontrollern eine sehr relevante Fähigkeit, die Sie sich aneignen und zu Ihrer Toolbox hinzufügen sollten. Für diejenigen, die gerne selbst Hand anlegen und in Assembler programmieren, hat einer unserer Autoren einen kurzen Artikel auf unserer Website über die Programmierung des RISC-V-Kerns auf einem ESP32-C3 veröffentlicht, mit einem dazugehörenden Elektor-Buch. Für diejenigen, die die Programmierung in C auf Ultra-Low-Cost-Mikrocontrollern wie dem CH32V003 von WCH bevorzugen, haben wir eine ausgezeichnete Seite entdeckt, die von Vincent Defert erstellt wurde. Die Seite ist auf Französisch, aber wir empfehlen Ihnen, wenn Sie der französischen Sprache nicht mächtig sind, eine Browser-Erweiterung für die Echtzeit-Übersetzung zu verwenden, um den vollen Nutzen aus diesem hervorragenden Inhalt zu ziehen! Wir gehen davon aus, dass der RISC-V-Standard auf Dauer Bestand haben wird, und dass diese Kenntnisse in Zukunft leicht wiederverwendet werden können. Im zweiten Teil dieses Artikels werden wir Ihnen nun einige der spannenden RISC-V-basierten Entwicklungsboards vorstellen, die Sie für Ihr nächstes Projekt verwenden können. Viel Spaß dabei!

Bemerkenswerte RISC-V-Entwicklungsboards

RISC-V-Entwicklungsboards haben in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen, da sich das RISC-V-Ökosystem immer weiter ausbreitet. Diese Boards richten sich an Maker, Forscher und Profis, die die Flexibilität und die Open-Source-Natur der RISC-V-Architektur nutzen möchten. Nachfolgend finden Sie einen Überblick über einige der wichtigsten heute erhältlichen RISC-V-Entwicklungsboards, ihre Einsatzmöglichkeiten und potenziellen Vorteile.

SiFive: HiFive Premier P550

Das HiFive Premier P550 ist ein hochleistungsfähiges Entwicklungsboard, das die Grenzen der RISC-V-Entwicklung verschiebt. Mit dem SoC Eswin EIC7700X und der Quad-Core-CPU SiFive P550 bietet es eine robuste Plattform für die Entwicklung und Optimierung von RISC-V-Betriebssystemen und -Anwendungen für verschiedene Bereiche. Die Preise beginnen bei 399 $ für die 16-GB-RAM-Variante, die bis zu 32 GB LPDDR5-6400-Speicher sowie 128 GB eMMC-Speicher für rechenintensive Aufgaben unterstützt und HDMI-2.0-Display-Unterstützung bietet. Dieses mit Ubuntu-Linux 24.04 vorinstallierte Board eignet sich perfekt für die fortgeschrittene Entwicklung von KI, Betriebssystemdesign und Hochleistungsanwendungen.

SiFive: HiFive1 Rev B

Das HiFive1 Rev B ist ein Einsteigerboard für IoT und Edge-Computing, das mit dem Prozessor FE310-G002 ausgestattet ist, der einen 32-Bit-Kern RV32IMAC enthält. Mit 16 KB L1-Befehls-Cache, 16 KB Daten-SRAM und Unterstützung für flexible Takterzeugung ist das rund 65 $ teure Board effizient für leichte Anwendungen. Mit einem auf J-Link-OB von Segger aufgerüsteten USB-Debugger und Kompatibilität mit dem Freedom-Studio von SiFive profitieren Entwickler von nahtloser Drag-and-Drop-Flash-Programmierung und robusten Debugging-Tools. Dieses Board ist ideal für das Prototyping von IoT-Geräten, die Entwicklung von Low-Power-Anwendungen und die Erforschung der Grundlagen der RISC-V-Entwicklung.

Starfive: Einplatinencomputer VisionFive 2

Der VisionFive 2 ist der weltweit erste leistungsstarke RISC-V-Einplatinencomputer mit integrierter GPU, der vom StarFive-SoC JH7110 angetrieben wird. Mit einer Quad-Core-CPU mit bis zu 1,5 GHz und Unterstützung für bis zu 8 GB LPDDR4-Speicher zeichnet er sich durch Multimedia-Verarbeitung und Dual-Display-Ausgabe über HDMI- und MIPI-DSI-Schnittstellen aus. Funktionen wie drei USB-3.0-Ports, Gigabit-Ethernet mit PoE und GPIO-Header machen ihn zu einem starken Konkurrenten im Segment IoT, leichte Server und Edge-Computing. Entwickler, die hochleistungsfähige RISC-V-Anwendungen in kosteneffizienten Projekten erforschen, wissen seine robusten Multimedia-Fähigkeiten einschließlich 4K-Video(de-)kodierung zu schätzen. Der SBC wird derzeit auf der Amazon-Website für 99 $ verkauft.

MangoPi: Einplatinencomputer MQ-Pro

Dieses kompakte und effiziente Board ist eine praktikable Alternative zum Raspberry Pi Zero und eignet sich für IoT und leichtgewichtige eingebettete Systeme. Ausgestattet mit dem D1-RISC-V Kern, unterstützt es Tina-Linux/Debian und führt komplette Python-Anwendungen aus. Das an Peripherie reichhaltige Design umfasst GPIO, I²C, SPI und HDMI, wodurch es sich gut für kleine Automatisierungs- und Bildungsprojekte sowie tragbare Gadgets eignet, die wenig Platz und Strom benötigen. Sein von der Community betriebenes Ökosystem sorgt für Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit in verschiedenen leichtgewichtigen Anwendungen. Überraschenderweise können Sie all diese Funktionen für nur 35 $ erhalten.

Nuclei Systems: DDR200T-Entwicklungsboard

Dieses Board von Nuclei System enthält ein Xilinx-FPGA XC7A200T-2 für Hardwarebeschleunigung, Prototyping und kundenspezifische Logikentwicklung, zusammen mit reichlich Speicherplatz und erweiterten Schnittstellen für vielseitige Anschlussmöglichkeiten. Der RISC-V-Mikrocontroller GD32VF103 verbessert die Programmierbarkeit und ist damit ideal für Steuerungsaufgaben und Schnittstellen mit dem FPGA. Die Kombination aus FPGA-Flexibilität und MCU-Integration unterstützt die industrielle Automatisierung und Embedded-Entwicklung. Den Preis von 770 $ rechtfertigt das Board mit seinen hoch entwickelten Funktionen und seiner außergewöhnlichen Leistung für anspruchsvolle Anwendungen.

Beagleboard: BeagleV Ahead

Der BeagleV Ahead ist ein quelloffener RISC-V-SBC, der vom T-Head-SoC TH1520 angetrieben wird und einen 2-GHz-Quad-Core-Prozessor XuanTie C910 mit fortschrittlichen GPU- und NPU-Funktionen enthält. Seine Kompatibilität mit den Black-Cape-Headern von BeagleBone ermöglicht unterschiedliche Hardware-Erweiterungen, wodurch er sich für Robotik-, KI- und Multimedia-Anwendungen eignet. Durch die Unterstützung von Linux und Open-Source-Frameworks können Entwickler das Potenzial der RISC-V-Architektur in komplexen KI- und Machine-Learning-Projekten erkunden. Angesichts seiner Fähigkeiten ist dieser SBC mit nur 150 $ sehr preisgünstig.

Milk-V: Mars

Der Mars von Milk-V ist ein kompakter und hochleistungsfähiger RISC-V-SBC, der auf dem JH7110-SoC von StarFive basiert und eine Quad-Core-CPU mit einer Taktfrequenz von bis zu 1,5 GHz besitzt. Er unterstützt bis zu 8 GB LPDDR4-Speicher, einen eMMC-Slot und SPI-Flash für die Speicherung des Bootloaders, was ihn für Entwicklungsaufgaben sehr anpassungsfähig macht. Mit seinen drei USB-3.0-Anschlüssen, einem USB-2.0-Anschluss und einem HDMI-2.0-Ausgang, der 4K-Auflösung unterstützt, eignet er sich hervorragend für Multimedia-Projekte, leichte Server und allgemeine Linux-Entwicklung. Zusätzliche Funktionen wie ein 40-poliger GPIO, PoE-fähiges Ethernet und MIPI-Schnittstellen für Kameras erhöhen seine Vielseitigkeit und ermöglichen den Einsatz im IoT, Edge-Computing und in eingebetteten Systemen. Mit einem Preis von rund 70 $ für die 8-GB-Variante ist der Milk-V-SBC ein Schnäppchen für die gebotene Leistung.

Milk-V: Megrez

Der Megrez von Milk-V ist ein RISC-V-Gerät im Mini-ITX-Formfaktor, das vom Eswin-SoC EIC7700X angetrieben wird, der eine Quad-Core-CPU P550 von SiFive mit 1,8 GHz enthält. Die eingebaute GPU unterstützt fortschrittliche Grafikstandards wie OpenGL ES 3.2 und Vulkan 1.2, während die 19,95-TOPS-NPU lokale KI-Verarbeitung für Anwendungen in den Bereichen maschinelles Lernen und Robotik ermöglicht. Mit Unterstützung für bis zu 32 GB LPDDR5-Speicher, mehreren Speicheroptionen einschließlich SATA-SSDs und eMMC, und einer Reihe von Anschlussmöglichkeiten wie HDMI, USB 3.0 und Dual-Gigabit-Ethernet ist dieses Board ideal für die KI-Entwicklung, Hochleistungsrechner und Multimedia-Aufgaben. Durch die Kompatibilität mit Linux und die vielseitigen Hardwareschnittstellen macht es im RISC-V-Desktop-Computing einen bedeutenden Schritt nach vorn. Sie können dieses leistungsstarke Board für 200 $ erwerben.

Milk-V: Duo 256M

Die kompakte und vielseitige Embedded-Entwicklungsplattform Duo 256M von Milk-V basiert auf dem SG2002-Chip von Sophgo. Mit einer Erweiterung auf 256 MB DRAM eignet sie sich für Anwendungen, die größere Speicherkapazitäten benötigen. Die Plattform verfügt über eine Dual-Core-RISC-V-CPU (C906 mit 1 GHz und 700 MHz) und eine Cortex-A53-Arm-CPU, die einen nahtlosen Wechsel zwischen RISC-V- und Arm-Architekturen ermöglicht. Die TPU bietet eine KI-Rechenleistung von 1,0 TOPS und ist damit ideal für Edge-Intelligenz in intelligenten Kameras, visuellen Türklingeln und IoT-Geräten. Umfangreiche GPIO-Schnittstellen (SPI, UART) und Multimedia-Funktionen wie H.265-Videokodierung, HDR und Rauschunterdrückung verbessern seine Eignung für Industrie- und Smart-Home-Anwendungen weiter. Duo 256M unterstützt auch Linux und RTOS und bietet Entwicklern eine leistungsstarke und flexible Plattform für verschiedene Projekte. Die Boards sind für etwa 30 € erhältlich.

Banana Pi: BPI-F3

BPI-F3 von Banana Pi ist ein industrietaugliches RISC-V-Entwicklungsboard mit dem 8-Core-RISC-V-Prozessor K1 von SpaceMiT, der für 2,0 TOPS an KI-Rechenleistung sorgt. Es bietet flexible Konfigurationen mit 2/4/8/16 GB DDR und bis zu 128 GB eMMC-Speicher. Mit zwei Gigabit-Ethernet-Ports, vier USB-3.0-Ports, PCIe für M.2-Erweiterung sowie Unterstützung für HDMI und zwei MIPI-CSI-Kameras eignet sich dieses Board hervorragend für hoch entwickeltes Prototyping, industrielle Anwendungen und KI-gesteuerte Aufgaben. Dank seiner Kompatibilität mit Linux-Distributionen und verschiedenen Hardwareschnittstellen ist das Board ideal für Hochleistungsrechner und robuste Entwicklungsumgebungen. Mit einem Preis von 70 $ bietet es hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis.

Espressif: ESP32-Boards

Die RISC-V-basierten MCUs von Espressif, darunter ESP32-P4, ESP32-C3 und ESP32-C6, gehören zu unseren Favoriten und werden von der Community aufgrund ihrer Vielseitigkeit und ihres robusten Software-Ökosystems sehr geschätzt. Das neuste und beste Board ESP32-P4 verfügt über eine Dual-Core-CPU, die mit bis zu 400 MHz läuft, einen zusätzlichen Low-Power-Core und 768 KB On-Chip-SRAM mit externer PSRAM-Unterstützung. Er eignet sich hervorragend für KI-, IoT- und HMI-Anwendungen und verfügt über 55 programmierbare GPIOs und umfangreiche Peripherieunterstützung, einschließlich USB OTG 2.0 HS, Ethernet und MIPI-CSI für hochauflösende Kameras. Mit Hardware-Beschleunigern und Medienkodierung für H.264 mit 1080p ist das Board die erste Wahl für Multimedia-Projekte. Die breite Espressif RISC-V-Familie bietet eine hervorragende Framework-Kompatibilität, die eine nahtlose Firmware-Entwicklung über mehrere Plattformen hinweg ermöglicht. Diese Boards sind mit Preisen zwischen 3 $ und 50 $, je nach Variante und Funktionen, auch sehr budgetfreundlich. Eine der besten Optionen ist das Board XIAO ESP32C3 von Seeed Studio, das mit dem ESP32-C3-SoC ausgestattet ist und 400 KB SRAM sowie 4 MB Flash in einem kompakten, nur daumengroßen Design kombiniert. Er ist ideal für das IoT, Wearables und stromsparende Netzwerke.

Bouffalo Lab: BL616/BL618 und Sipeed: M0S

BL616 und BL618 sind 32-bit-RISC-V-Drahtlos-MCUs von Bouffalo Lab, die für IoT-Anwendungen entwickelt wurden. Sie unterstützen Wi-Fi 6, Bluetooth 5.2 und Zigbee und sind damit ideal für Smart-Home-Geräte und Matter-basierte Automatisierung. Mit einer Geschwindigkeit von bis zu 320 MHz, integrierter FPU und DSP bieten sie ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Effizienz. Mit 480 KB SRAM, integriertem Flash und mehreren Kommunikationsschnittstellen (USB 2.0, SDIO, SPI, I²S) sind sie vielseitig in Embedded-Projekten einsetzbar. Durch diverse Ultra-Low-Power-Modi und die Secure-Boot-Funktionen eignen sie sich gut für batteriebetriebene Geräte, die zuverlässige Konnektivität und Sicherheit erfordern. Darüber hinaus hat Sipeed das kompakte M0S-Modul auf der Basis des BL616 auf den Markt gebracht. Mit 4 MB Flash, 512 KB SRAM und USB-2.0-Unterstützung ist dieses winzige Modul (11 × 10 mm) für extrem kostengünstige IoT-Anwendungen konzipiert. Mit all diesen Funktionen ist ein Board für bescheidene 4 $ erhältlich.

WCH: CH32V003-Boards

CH32V003 von WCH, das kostengünstigste dieser Boards, besitzt eine 32-Bit-RISC-V-MCU für Industrie- und Allzweckanwendungen. Sie verfügt über einen QingKe-V2A-Kern, der mit bis zu 48 MHz läuft, 16 KB Flash und 2 KB SRAM. Durch die Unterstützung mehrerer Low-Power-Modi ist das Board für einen energieeffizienten Betrieb optimiert. Er umfasst einen 10-Bit-ADC, einen Opamp-Komparator und Standardschnittstellen wie USART, I²C und SPI. Das ultrakleine Gehäuse und die serielle 1-Draht-Debug-Schnittstelle machen ihn ideal für kompakte eingebettete Systeme, Automatisierung und stromsparende IoT-Geräte. Der Chip selbst kostet weniger als 0,20 $, und ich konnte sogar ein CH32V003-Entwicklungsboard auf AliExpress ür weniger als 1 $ entdecken - ein Angebot, dem man nur schwer widerstehen kann. Nebenbei bemerkt: In einer der nächsten Elektor-Ausgaben wird Autor Tam Hanna den CH32V003 und die dazugehörige IDE ausprobieren.

WCH: CH32V307V-EVT-R1

Der CH32V307 auf dem CH32V307V-EVT-R1-Board von WCH ist ein funktionsreicher RISC-V Mikrocontroller, der für vernetzte Anwendungen entwickelt wurde. Er läuft mit bis zu 144 MHz, verfügt über eine Single-Precision-FPU und einen Hardware-Stack-Bereich für verbesserte Leistung. Der Controller verfügt über 64 KB SRAM, 256 KB Flash und eine breite Palette von Peripherieeinheiten wie acht UART-Ports, USB 2.0 HS, Ethernet mit integriertem PHY und mehrere Timer. Seine GPIOs können auf externe Interrupts abgebildet werden, und er unterstützt ADC-, DAC-, SPI- und I²C-Schnittstellen, was ihn vielseitig für industrielle Automatisierung, Echtzeit-Datenverarbeitung und kommunikationsorientierte Aufgaben macht. Seine effizienten Low-Power-Modi und robusten Anschlussmöglichkeiten machen es zu einer soliden Wahl für höher entwickelte Embedded-Systeme. Das Entwicklungsboard ist bei verschiedenen Anbietern (unter anderem im Elektor-Store) für rund 20 € erhältlich.

GigaDevice: GD32VF103CBT6-Boards

Der Mikrocontroller GD32VF103CBT6 von GigaDevice findet sich auf dem Longan Nano von Sipeed und dem TTGO T-Display-GD32 RISC-V-Entwicklungsboard von LilyGo (erhältlich im Elektor-Store für nur 12,95 €). Beide Boards sind mit einem kleinen LCD und einem Slot für SD-Karten ausgestattet, so dass alle Arten von Stand-Alone-Geräten möglich sind. Die 32-Bit-RISC-V-CPU besitzt einen Bumblebee-Kern von Nuclei System, 128 K Flash und 32 K SRAM, eine RTC, 3 × USART und viele weitere Schnittstellen wie USB, I²C, SPI, I²S und CAN.

Raspberry Pi: Pico 2

Raspberry Pi hat alle überrascht und dem aktuellen RP2350, der den Raspberry Pi Pico 2 antreibt, zwei Hazard3-RISC-V-Kerne zur Seite gestellt. Er bietet 520 KB SRAM, 4 MB Flash-Speicher, 26 Mehrzweck-GPIO-Pins, von denen vier für den ADC verwendet werden können, und eine umfangreiche Peripherie, darunter zwei UART-Schnittstellen für die serielle Kommunikation, zwei SPI- und zwei I²C-Controller sowie 24 PWM-Kanäle. Darüber hinaus enthält das Board 12 PIO-State Machines (programmierbare I/O) und einen USB-1.1-Controller mit PHY, der sowohl den Host- als auch den Device-Modus unterstützt. Mit einem Preis von nur 5 $ eignet sich der Pico 2 perfekt zum Lernen und Experimentieren mit RISC-V.

Dies ist erst der Anfang einer kleinen Auswahl von RISC-V-basierten MCUs und CPUs. Sie reichen von Arduino-Nano-MCUs bis hin zu Desktop- und Laptop-CPUs, und in den kommenden Jahren dürften noch viele weitere hinzukommen, was das schnelle Wachstum und das Potenzial des RISC-V-Ökosystems widerspiegelt.

Anmerkung der Redaktion: Dies ist eine gekürzte Fassung des Artikels „The RISC-V Open-Source Processor Architecture“ von Saad Imtiaz (Elektor) und Jean-François Simon (Elektor). Der vollständige Artikel (240736-02) erscheint in Elektor März/April 2025. 

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