[发明专利]面向AIoT场景支持RISC-V处理器的操作系统

说明书

本发明公开了一种面向AIoT场景支持RISC‑V处理器的操作系统，其特征在于，包括支持RISC‑V处理器和轻量级基础C库musl的操作系统引导程序，支持RISC‑V处理器和轻量级基础C库musl的Linux操作系统内核，支持轻量级基础C库musl的基本文件系统，以及支持RISC‑V处理器和轻量级基础C库musl的应用组件；其中，引导程序用于引导Linux操作系统内核启动以及完成RISC‑V处理器和硬件接口设备的初始化工作；基本文件系统挂载在Linux操作系统内核之上，用于管理系统中的文件，应用组件用于支持碎片化的AIoT应用场景。本发明适用于AIoT应用场景的碎片化、高实时性、低功耗的情况。

技术领域

本发明属于计算机软件技术领域；涉及一种在AIoT应用场景下支持RISC-V处理器的操作系统，提出了一种面向AIoT场景支持RISC-V处理器的操作系统。

背景技术

近些年IoT(Internet of Things)和AI(Artificial Intelligence)技术极大地促进了物联网智能应用的快速发展，人工智能物联网(AIoT)应用场景也越来越丰富。然而，由于连接到Internet的设备数量大量增长，对于数据收集而言，传输的数据量同时也很大；此外，AIoT系统中越来越多的智能应用引入了大规模的数据，带来了大规模数据存储的需求，对AIoT硬件系统低功耗、高实时性和有限的存储资源带来了严峻的挑战。此外，AIoT的应用场景面临碎片化的挑战，不同场景间需求差异较大，很难提出通用、统一的解决方案。

同时，传统的x86架构处理器主要用于PC和服务器领域，ARM架构处理器主要应用于智能终端领域，这两种处理器架构都不能很好地解决AIoT场景的碎片化、低功耗、高实时性和存储资源有限的问题，RISC-V架构处理器可以较好地解决这些问题，RISC-V是一个基于精简指令集(RISC-Reduced Instruction Set Computing)原则的开源指令集架构(ISA-Instruction Set Architecture)。RISC-V指令集包含基本指令集和扩展指令集，可根据具体应用需求定制和裁剪RISC-V处理器的扩展指令集。AIoT应用场景丰富多样，不同的应用场景，对处理器扩展指令集的需求也有所不同。因此，可以针对AIoT应用场景的不同需求，使用定制扩展指令集的RISC-V处理器硬件，来解决应用场景碎片化的问题。但RISC-V软件生态的建立刚刚起步，还有一些源头性质的工作亟需开展。

在AIoT系统应用场景碎片化、低功耗、实时性要求高和有限存储资源的条件下，为了更好地支持AIoT应用场景，基于RISC-V处理器架构提出了一种面向AIoT应用场景的操作系统构建方法，所构建的操作系统框架采用了轻量级的基础C库musl，支持轻量级的智能编程框架，支持轻量级的JavaScript引擎，支持内核实时性模块，此外，还提供了支持RISC-V向量扩展指令的定制计算机视觉库。

目前有相关专利报道如下：

(1)CN201910451664.2：基于RISC-V处理器的系统移植方法及相关组件。

(2)CN201810940728.0：一种基于RISC-V多核处理器的线程调度方法和装置。

(3)CN202110476307.9：一种基于RISC-V指令集的AIoT多制式边缘网关通信系统及设备。

专利申请号为CN201910451664.2的专利，主要涉及的是基于RISC-V处理器的系统移植方法，该专利中所述的系统移植方法是通过将Linux操作系统内核、文件系统等分别单独交叉编译生成的方式进行系统移植的，与本专利申请的操作系统不同，且使用的标准C库是比较臃肿和庞大的gllibc，且其系统移植仅对linux操作系统内核进行了重新编译构建，并没有针对AIoT应用场景做出优化或者适配，没有引入轻量级的智能编程框架，也不支持轻量级JavaScript引擎，不支持内核实时性模块，不包含支持RISC-V扩展指令集的定制计算机视觉库。此外，使用的操作系统引导程序是BBL。