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RISC-V：缘起名校、兴于开源 RISC-V （英文读作“risk-five”) 架构主要由美国加州大学伯克利分校的众多教授于 2010 年发明。RISC-V 是一种全新的指令集架构，里面的“V”包含两层意思：一是这是加州大学伯克利分校从 RISC I 开始设计的第五代指令集架构；二是它代表了变化（variation）和向量（vector）。 经过几年的开发，加州大学伯克利分校为 RISC-V 架构开发出了完整的软件工具链以及若干开源的处理器实例，使 RISC-V 架构得到越来越多的关注。2015 年，RISC-V 基金会正式成立并开始运作。 RISC-V 基金会是一个非营利性组织，负责维护标准的 RISC-V 指令集手册与架构文档，并推动 RISC-V 架构的发展。 RISC-V 架构的发展目标如下： 成为一种完全开放的指令集，可以被任何学术机构或商业组织自由使用。 成为一种真正适合硬件实现且稳定的标准指令集。 Less is God RISC-V 的设计理念很简单：大道至简。它力图通过架构的定义使硬件的实现足够简单。 模块化指令集 RlSC-V 的指令集使用模块化的方式进行组 ...

参考书目： 手把手教你RISC-V CPU 上 处理器设计 - Zlib 计算机组成与设计：硬件/软件接口（原书第5版·RISC-V版） - Zlib 参考资料： ISRC-CAS/riscv-isa-manual-cn 目录 第一篇 RISC-V简介 第二篇 指令结构 第三篇 Valid-Ready设计 第四篇 准备冻手，以及IF级设计 第五篇 ID级设计 第六篇 EX级设计 第七篇 MEM级与WB级设计 第八篇 数据冒险的分析与解决 第九篇 DRAM超进化：从异步到同步 第十篇 存取单元Debug 第十一篇 存取单元再进化 第十二篇 各种各样的乘法器 第十三篇 异常处理，和CSR 第十四篇 CoreMark移植与验证 第十五篇 三权分立：更多的特权级 第十六篇 历史遗留问题：PC跳转逻辑修复 第十七篇 历史遗留问题：提交顺序 第十八篇 分支预测，快人一步

一步错，步步皆错。

第七章 金半接触 电子亲和能 答案对半导体而言，电子亲和能表示使半导体导带底的电子逸出体外所需要的最小能量。 热电子发射理论 答案以n型半导体为例，当n型阻挡层很薄，以至于电子平均自由程远大于势垒宽度时，电子在势垒区的碰撞可以忽略，因此，这时起决定作用的是势垒高度。半导体内部的电子只要有足够的能量超越势垒的顶点，就可以自由地通过阻挡层进入金属；同样，金属中能超越势垒顶的电子也能到达半导体内，计算电流就归结为计算超越势垒的载流子数目，这就是热电子发射理论。 肖特基势垒 答案指金属和半导体接触，在金属一侧的半导体表面形成相当厚的一层具有整流作用的空间电荷区。 肖特基接触 答案指金属和半导体材料的整流接触，在交界面处半导体的能带发生弯曲，形成肖特基势垒。势垒的存在导致了大的界面电阻。 功函数 答案功函数是热力学温度零度时真空中静止电子能量与金属/半导体的费米能级能量之差。 第八章 半导体表面与MIS结构 表面态 答案晶体自由表面的存在使其周期性势场在表面处发生中断，从而在禁带中引入附加能级，这些能级上的电子局限在表面附近，并沿与表面相垂直的方向向体内指数 ...

逻辑信号与各种各样的门 对于数字信号，我们通常设定一个阈值。低于阈值的认为是0，高于阈值的认为是1。 技术 0 1 CMOS 0-1.5V 3.5-5.0V TTL 0-0.8V 2.0-5.0V TTL逻辑门 CMOS逻辑门已经很熟悉了，今天来点大家想看的东西啊。 这是怎么工作的？ 输入端至少有一个接低电平。A端发射结导通，VB1=1V，其它发射结均因反偏而截止，T2与T5截止，则VC2=5V。若认为VBE=0.7V，输出高电平为5-0.7-0.7=3.6V。 CMOS 逻辑门电路和 TTL 逻辑门电路二者相比有何区别？ 答案早期的 CMOS 与 TTL 逻辑门相比，CMOS 速度慢、功耗低，而 TTL 主要是速度快，但功耗大。 后来随着制造工艺的不断改进，CMOS 电路的集成度、工作速度、功耗和抗干扰能力远优于 TTL。 组合逻辑 一些常见的定理 一致性定理 (X+Y)(X'+Z)(Y+Z)=(X+Y)(X'+Z)被称为一致性定理，YZ称为XY项与X'Z项的一致项。 证明也比较简单：若YZ为1，则Y与Z都为1，且XY或X'Z必有一个为1。已知YZ项是多余 ...

第四章 半导体的导电性 迁移率 答案单位电场强度下载流子的平均漂移速度，其大小为载流子漂移速度与电场强度的比值，代表了载流子导电能力的大小。 电离杂质散射 答案电离施主或电离受主附近形成一个库伦势场，这一势场局部破坏了杂质附近的周期性势场，当载流子运动到电离杂质附近时，使其运动速度与方向均发生改变，即为电离杂质散射。 晶格振动散射 答案一定温度下，晶体中原子都各自在其平衡位置附近做微小振动。载流子在半导体中运动时，会不断地与这些热振动着的晶格原子发生碰撞，这种由于晶格热振动的碰撞使载流子的运动速度与方向均发生改变的现象就是晶格振动散射。 晶格振动散射包括光学波散射和声学波散射。 等能谷散射 答案以硅为例，其导带具有极值能量相同的六个旋转椭球等能面，载流子在这些能谷中分布相同，这些能谷即等能谷。电子在这些多能谷半导体中从一个极值附近散射到另一个极值附近的散射，叫等能谷散射。 位错散射 答案以n型硅为例，位错线俘获电子，成为一串负电中心。周围形成带正电的圆柱形电荷区，内部存在的电场就是引起载流子散射的附加势场。 平均自由程 答案半导体中的载流子连续两次散射 ...

“你认为Beatles为什么要歌唱‘当我64岁的时候’？” 进位计数制 十进制、十六进制、二进制互转应该已经烂熟于心了。 什么是编码、什么又是译码？ 特定的二进制数码称为代码。 以一定的规则编制代码，用以表示十进制数值、字母、符号等的过程称为编码。 将代码还原成所表示的十进制数、字母、符号等的过程称为解码或译码。 小数点的转换方法 对于十进制小数，如何转换成二进制小数？ 将小数位乘以2，若大于1，则记为1，将其减去1；若小于1，则记为0。之后重复该循环就行。当然，不是所有小数都可以表示成有限位的二进制小数。 那对于三进制小数呢？比如(121.2)3使用二进制如何表示？ 负数的表示 负数也是很头疼的话题。反码、补码……学《大学计算机》的时候就被折磨过了。 补码 Complement Number System 十进制补码就是10's complement，二进制补码就是two's complement。这里着重讨论二进制补码。 对于二进制补码，最高有效位（MSB）为符号位。此时，MSB的权为-2n-1，可表示数的范围为−(2n−1),+(2n−1−1)-(2^{n-1}),+( ...

目录 第一篇 计数系统、进制转换与各种各样的编码方式 第二篇 数字电路初见

名词解释考的不少，会有很多概念解释。参考刘恩科的《半导体物理学》的习题详解。 第一章 半导体中的电子状态 单电子近似 答案假设每个电子在周期性排列且固定不动的原子核势场及其他电子的平均势场中运动，该势场是具有与晶格同周期的周期性势场。 金刚石结构 答案金刚石结构具有立方对称晶胞，由两个同类原子各自组成的面心立方晶胞沿体对角线互相位移 1/4 的空间对角线长度套构而成的，它们之间具有相同的夹角109°28' ，通过 4 个共价键组成正四面体结构。 极性半导体 答案极性半导体是结合的性质具有不同程度的离子性的共价性化合物半导体。 简约布里渊区 答案对于给定的晶体，利用倒格矢的定义，求出所对应的倒格子基矢，作所有倒格子基矢的垂直平分面，这些垂直平分面所围成完整的最小体积就是第一布里渊区，也为晶体倒格子点阵的魏格纳——塞兹原胞，又称简约布里渊区。 电子共有化运动 答案原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原子转移到相邻的原子上去，因而，电子将可以在整个晶体中运动。这种运动称为电子的共有化运动。 电子在晶体各个元胞对应点出现的 ...

异质结 两种不同的半导体材料结合在一起，组成的结称为异质结。因为是异质，所以两边材料不一样，是异！物！ 异质结由于成结的两种半导体材料具有不同的禁带宽度，而出现特殊的结区能带结构和特性。 分类 导电类型 按导电类型可分为： 反型异质结 (p)Ge-(n)GaAs (p)Ge-(n)Si (p)Si-(n)GaAs (p)Si-(n)ZnS 同型异质结 (n)Ge-(n)GaAs， (p)Ge-(p)GaAs (n)Ge-(n)Si (n)Si-(n)GaAs 界面过渡情况 按界面过渡情况可分为： 突变异质结（过渡发生于几个原子距离） 缓变异质结（过渡发生于几个扩散长度） 能带相对位置 按能带相对位置可分为： 跨隙型（I型）：半导体 A 的分别高于和低于半导体 B 的相应带 交错隙型（II 型）：半导体 A 的导带和价带高于半导体 B 的相应带 断隙型（III 型）：半导体 A 与半导体 B 带隙不重叠 异质结的能带图 不考虑界面态时的能带图 上图左为(n)Ge-(p)GaAs的突变反型异质结接触。电子由Ge一侧向GaAs一侧流动，而空穴由GaAs一侧向Ge一 ...