Rdzenie procesorów dla IoT na licencji Open Source

Naukowcy z ETH w Zurychu (Szwajcarski Federalny Instytut Technologii) oraz z Uniwersytetu Bolonii opracowali „PULPino”. Jest to procesor wypuszczony na licencji Open Source, zoptymalizowany do pracy w aplikacjach bardzo małych mocy, takich jak IoT czy też urządzenia noszone. Licencja ta pozwala na udostępnianie technologii w sposób darmowy i otwarty, w taki sposób, że każdy zainteresowany może zajrzeć „do środka” i zapoznać się z działaniem programu lub sprzętu. Ruch Open-Source powstał w kontekście oprogramowania, którego każdy używa, używał lub miał chociażby styczność. Przykładem może być system Linux w różnych wariantach, bazy MySQL, pakiet biurowy OpenOffice, czy też przeglądarka Mozilla Firefox. Na podobnej zasadzie stworzono gotowe układy, takie jak np. Arduino, Raspberry PI, czy też OpenRISC i Opencores. Większość tego typu projektów sprzętowych opartych o licencję Open Source dotyczyła np. prowadzenia ścieżek w modułach, itp. Same jednak scalaki użyte do budowy tych układów były „zamknięte”. Zespół ETH, prowadzony przez profesora Luca Benini opracował gotowy układ mikroprocesorowy, którego budowa w całości została upubliczniona, właśnie na zasadzie licencji Open Source („Open Hardware”). 32-bitowy PULPino (oparty na projekcie PULP – Parralel Ultra Low Power) zaprojektowano z myślą o urządzeniach pracujących na zasilaniu bateryjnym. Naukowcy stworzyli ten układ, by był zgodny z zestawem instrukcji, który również dostępny jest na tej licencji Open Source: RISC-V (opracowanym na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley). Ten upubliczniony procesor PULPino stanowi prostszą wersję wspomnianego projektu PULP. Dlatego też znajdziemy tutaj pojedynczy element przetwarzania danych, zamiast czterech (jak to ma miejsce w większej, zamkniętej wersji). Według danych podanych przez twórców, jednostką tą jest rdzeń RI5CY, wspomagany przez czterostopniową jednostkę przetwarzania potokowego. Rdzeń ten ma podobną budowę jak Cortex-M4 od ARM. Wspiera też instrukcje RV32I (oparte na liczbach całkowitych), RV32C (skompresowany zestaw instrukcji) i częściowo wspiera RV32M. Zaimplementowano tu również rozszerzenia, realizujące funkcje pętli sprzętowych, przechowywania instrukcji, operacji ALU oraz MAC, itd. Na procesorze tym możliwe będzie uruchomienie wbudowanych systemów operacyjnych, takich jak np. FreeRTOS. Procesor ten posiada także funkcje uśpienia, uaktywniające się, gdy procesor nie wykonuje zadań. Funkcje te mogą współpracować z innymi elementami gotowej aplikacji, pozwalając na kompleksowe oszczędności w zużyciu energii. Pracować może z częstotliwością 400 MHz. Zasilany z napięcia 1.2 V pobiera moc zaledwie niecałych 33 mW. Dostępne mają być też różne narzędzia w formie oprogramowania, wspomagające prace z platformą PULPino; narzędzia diagnostyczne, symulatory, debugery, itd. Licencja pozwalająca na wykorzystywanie PULPino ma być bardzo liberalna, jak podają twórcy. Zbliżona do tej, jaką posiada lowRISC, bliźniaczy projekt procesora, oparty na podobnej idei. Zastosowań nowego procesora ma być wiele: od smart-watch, po czujniki i sensory pracujące bezprzewodowo, itd. © PULPino