由北京開源芯片研究院與GitLink平臺(tái)共同發(fā)起的開源芯片社區(qū)在 2023RISC-V 中國(guó)峰會(huì)上正式發(fā)布。平頭哥、沁恒微電子、澎峰科技、清華大學(xué)數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)驗(yàn)室、兆松科技、深度數(shù)智、賽昉科技、中科海芯、算能、達(dá)坦科技為社區(qū)初創(chuàng)成員，為社區(qū)帶來了首批開源芯片項(xiàng)目入駐。

開源芯片生態(tài)技術(shù)體系

近年來，開源指令集?RISC-Ⅴ以其“指令集應(yīng)該免費(fèi)”（instruction sets want to be free）的宗旨得到全世界的廣泛認(rèn)可與積極投入。截至目前，RISC-V國(guó)際基金會(huì)已吸引全球80多個(gè)國(guó)家的近3600個(gè)會(huì)員，包括美國(guó)、德國(guó)、日本、英國(guó)、瑞典等發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)際知名企業(yè)如英特爾、谷歌、西門子、三星及中國(guó)的華為、阿里等，覆蓋芯片廠商、芯片設(shè)計(jì)服務(wù)公司、軟件提供商等軟硬件公司，以及大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)和投資機(jī)構(gòu)等。參考開源軟件生態(tài)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，基于?RISC-Ⅴ?構(gòu)建開源芯片生態(tài)，圍繞開源芯片生態(tài)技術(shù)體系的建設(shè)作出貢獻(xiàn)和創(chuàng)新，將會(huì)對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來巨大收益。

開源軟件生態(tài)發(fā)展成功經(jīng)驗(yàn)

“開源”（open source）全稱為開放源代碼，其最大的特點(diǎn)是開放，即在版權(quán)限制范圍之內(nèi)任何人都可以得到源代碼，并加以修改學(xué)習(xí)、重新發(fā)放。開源模式于?20?世紀(jì)?80?年代初開始在軟件領(lǐng)域流行，現(xiàn)已成為軟件領(lǐng)域不可或缺的一種開發(fā)模式。開源軟件經(jīng)過了40年的發(fā)展，如今各類商業(yè)軟件幾乎都有對(duì)應(yīng)的開源版本，特別是操作系統(tǒng)、編譯器、數(shù)據(jù)庫、函數(shù)庫等基礎(chǔ)軟件。這些開源軟件組合成了相對(duì)比較完整的技術(shù)體系，也構(gòu)建出了價(jià)值數(shù)百億美元規(guī)模的開源軟件生態(tài)。在開源軟件生態(tài)基礎(chǔ)之上，有很多企業(yè)以及初創(chuàng)公司可以把自己的精力更加集中在業(yè)務(wù)創(chuàng)新基礎(chǔ)上。

處理器芯片設(shè)計(jì)新趨勢(shì)：開源模式

如今開源理念已經(jīng)擴(kuò)展到芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域。通過開源模式提供芯片設(shè)計(jì)底層技術(shù)支撐降低芯片架構(gòu)創(chuàng)新的成本，讓更多開發(fā)者可以使用到高質(zhì)量的技術(shù)能力是加速芯片設(shè)計(jì)縮短開發(fā)周期的最佳方式，更重要的是通過開源模式開發(fā)者可以高效了解技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，獲取開源帶來的知識(shí)溢出成果使其學(xué)習(xí)與實(shí)踐緊跟市場(chǎng)發(fā)展需要，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化培養(yǎng)開源芯片的設(shè)計(jì)實(shí)踐人才的目的。

處理器芯片設(shè)計(jì)具有規(guī)范的流程

相比價(jià)值已達(dá)數(shù)百億美元的開源軟件生態(tài)，開源芯片仍處于起步階段。雖然開源指令集?RISC-Ⅴ?得到全世界的積極響應(yīng)，但僅有指令集離一套較為完整的技術(shù)體系還有很大差距。如圖?所示，處理器芯片設(shè)計(jì)流程一般包括?3?個(gè)階段。

階段?1：根據(jù)指令集手冊(cè)進(jìn)行微架構(gòu)設(shè)計(jì)，輸出一系列設(shè)計(jì)文檔。

階段?2：投入相當(dāng)?shù)墓こ塘α浚盐⒓軜?gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)為寄存器傳輸級(jí)（RTL）源代碼。

階段?3：使用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具將RTL?源代碼轉(zhuǎn)化為可供流片的芯片版圖。

L1 開源指令集

指令集架構(gòu)?ISA（instruction set architecture）本質(zhì)上是一種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，其表現(xiàn)形式是一份手冊(cè)文檔。開源指令集的內(nèi)涵包含?2?個(gè)方面：

1. 任何人都可以免費(fèi)獲取指令集手冊(cè)，根據(jù)手冊(cè)免費(fèi)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)自己的處理器芯片；

2. 指令集的演進(jìn)由開源社區(qū)共同制定，而不是由某個(gè)公司掌控。

L2 開源設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

處理器芯片的微架構(gòu)設(shè)計(jì)一般由設(shè)計(jì)文檔記錄，處理器芯片的實(shí)現(xiàn)則是用硬件描述語言（如?Verilog、Chisel?等）來描述設(shè)計(jì)文檔中的微架構(gòu)設(shè)計(jì)，形成一份寄存器傳輸級(jí)（RTL）源代碼。開源設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)涵包含?2?個(gè)方面——微架構(gòu)設(shè)計(jì)文檔和?RTL?源代碼，均可免費(fèi)獲取。

L3 開源工具

處理器芯片的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中需要使用各種工具，主要包括三大類：

1. 微架構(gòu)設(shè)計(jì)空間優(yōu)化工具，包括軟件模擬器、程序特征分析工具、性能/功耗建模與評(píng)估工具等；

2.測(cè)試與驗(yàn)證工具，包括不同層次（模塊級(jí)、組件級(jí)、IP?級(jí)、SoC?級(jí)等）的功能正確性驗(yàn)證工具、錯(cuò)誤定位與追蹤工具、形式化驗(yàn)證工具、自動(dòng)化測(cè)試框架與測(cè)試用例等；

3.EDA?工具，包括綜合工具、布局布線工具、仿真工具、版圖生成與驗(yàn)證工具等。

綜上，L1?級(jí)是整個(gè)開源芯片技術(shù)體系的基礎(chǔ)；沒有?L1?級(jí)的開源指令集，則不可能有?L2?級(jí)開源設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。這也正是?RISC-Ⅴ?指令集的價(jià)值所在，它賦予了全世界所有人免費(fèi)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)處理器芯片的平等機(jī)會(huì)。雖然?L1?是基礎(chǔ)，但要設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一個(gè)處理器，L2—開源設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與?L3—開源工具更為重要，而且?2個(gè)層次緊密聯(lián)系。用操作系統(tǒng)作類比，可移植操作系統(tǒng)接口（POSIX）系統(tǒng)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)屬于?L1級(jí)，Linux?操作系統(tǒng)源代碼屬于?L2?級(jí)，C?語言/GCC?編譯器則屬于?L3?級(jí)。

開源芯片社區(qū)介紹

目前開源芯片社區(qū)已在中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)開源發(fā)展委員GitLink平臺(tái)運(yùn)行：

https://www.gitlink.org.cn/zone/OSchip

GitLink是 CCF 中立性、學(xué)術(shù)性、永久性的開源學(xué)術(shù)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)聚集了更多國(guó)家科研項(xiàng)目、高校項(xiàng)目、企業(yè)項(xiàng)目和個(gè)人項(xiàng)目。

開源芯片社區(qū)組織形式

開源芯片社區(qū)由成員組成，根據(jù)社區(qū)成員參與和貢獻(xiàn)度設(shè)置為技術(shù)委員會(huì)、執(zhí)行委員會(huì)、優(yōu)秀社區(qū)貢獻(xiàn)者和社區(qū)大使。以下進(jìn)行詳細(xì)介紹：

開源芯片社區(qū)成員：在開源芯片某一領(lǐng)域有獨(dú)特貢獻(xiàn)，投入資源引入合作，為開源芯片社區(qū)發(fā)展提供技術(shù)、資金、項(xiàng)目、人力等多方面支持，持續(xù)推動(dòng)開源芯片社區(qū)發(fā)展和影響力建設(shè)。

技術(shù)委員會(huì)：針對(duì)開源芯片項(xiàng)目進(jìn)行推薦、指導(dǎo)、提供發(fā)展建議/資源/幫助；評(píng)審頂級(jí)項(xiàng)目向 CCF 開源發(fā)展委員會(huì)推薦優(yōu)秀開源項(xiàng)目；評(píng)選年度社區(qū)貢獻(xiàn)者。

執(zhí)行委員會(huì)：包括社區(qū)運(yùn)營(yíng)及生態(tài)發(fā)展兩大工作組成。運(yùn)營(yíng)工作包括：技術(shù)、法務(wù)的支持與管理；生態(tài)發(fā)展包括：市場(chǎng)推廣、項(xiàng)目發(fā)展、用戶發(fā)展和外部合作。

社區(qū)優(yōu)秀貢獻(xiàn)者：在社區(qū)發(fā)展過程中對(duì)于開源芯片社區(qū)發(fā)展、開源芯片項(xiàng)目發(fā)展產(chǎn)生關(guān)鍵作用或產(chǎn)生階段成果的貢獻(xiàn)者。社區(qū)優(yōu)秀貢獻(xiàn)者可以由開源芯片社區(qū)技術(shù)委員會(huì)、執(zhí)行委員會(huì)、開源項(xiàng)目進(jìn)行提報(bào)。

社區(qū)大使：開源芯片社區(qū)布道師，推廣開源芯片理念，持續(xù)為社區(qū)發(fā)展做工作。

開源芯片社區(qū)特色能力

開源項(xiàng)目展示技術(shù)交流

開源芯片社區(qū)為推動(dòng)技術(shù)交流，為開源項(xiàng)目方提供了代碼管理、資源發(fā)布、新聞資訊發(fā)布的功能，可以讓社區(qū)用戶系統(tǒng)性查找項(xiàng)目學(xué)習(xí)發(fā)展資料，了解項(xiàng)目發(fā)展最新動(dòng)態(tài)，并在平臺(tái)實(shí)現(xiàn)查看源代碼。

社區(qū)發(fā)展及社區(qū)成員動(dòng)態(tài)將會(huì)以雙周報(bào)的形式，通過北京開源芯片研究院的微信公眾號(hào)進(jìn)行發(fā)布宣傳。

定制化用戶成長(zhǎng)機(jī)制

為了幫助更多社區(qū)用戶參與到開源芯片項(xiàng)目中 ，平臺(tái)會(huì)為項(xiàng)目提供：

專項(xiàng)入門、培訓(xùn)的教育教學(xué)以及實(shí)操上手資料及文檔，讓用戶一站式系統(tǒng)性了解對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的技術(shù)體系發(fā)展以及所需人才要求。

對(duì)應(yīng)能力提升的任務(wù)及考核機(jī)制，便于用戶針對(duì)性學(xué)習(xí)及提升技術(shù)能力，獲得專業(yè)成長(zhǎng)。當(dāng)用戶完成階段性任務(wù)或者考核之后還將獲得專利使用權(quán)，保證用戶可以在獲得技術(shù)成長(zhǎng)的同時(shí)拿到更實(shí)在的技術(shù)發(fā)展支持。

社區(qū)綜合發(fā)展

開源社區(qū)圍繞技術(shù)體系匯聚開源項(xiàng)目，統(tǒng)籌資源進(jìn)行規(guī)模化活動(dòng)推廣

將開源芯片項(xiàng)目推薦進(jìn)入計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)開源發(fā)展委員會(huì)孵化項(xiàng)目體系

加入開源芯片社區(qū)

無論是項(xiàng)目還是個(gè)人，歡迎發(fā)送郵件至 anxu@bosc.ac.cn ，成為社區(qū)項(xiàng)目或推廣大使都將是為推動(dòng)開源社區(qū)建設(shè)的重要貢獻(xiàn)。

參考文章：包云崗，孫凝暉.開源芯片生態(tài)技術(shù)體系構(gòu)建面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)..中國(guó)科學(xué)院院刊，2022，37(1): 24-29.

DOI: 10.16418/j.issn.1000-3045.20211117003

關(guān)于北京開源芯片研究院

近年來，RISC-V快速發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。為提升我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)水平，建設(shè)與國(guó)際開源社區(qū)對(duì)接的技術(shù)平臺(tái)，北京市和中科院高度重視RISC-V發(fā)展，組織國(guó)內(nèi)一批行業(yè)龍頭企業(yè)和頂尖科研單位于2021年12月6日發(fā)起成立北京開源芯片研究院。研究院以開源開放凝聚產(chǎn)業(yè)發(fā)展共識(shí)，以協(xié)同創(chuàng)新激發(fā)應(yīng)用牽引潛力，著力推進(jìn)RISC-V創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的加速融合，加速科技創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化落地，加快打造全球領(lǐng)先的RISC-V產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

中國(guó)開放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟（英文縮寫為CRVA ; China RISC-V Alliance）圍繞RISC-V指令集，以促進(jìn)開源開放生態(tài)發(fā)展為目標(biāo)，以重點(diǎn)骨干企業(yè)、科研院所為主體，整合各方資源，建立產(chǎn)、學(xué)、研、用深度融合的聯(lián)盟，推動(dòng)協(xié)同創(chuàng)新攻關(guān)，促進(jìn)RISC-V相關(guān)開源技術(shù)的開發(fā)與共享，推廣相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用，探索體制機(jī)制創(chuàng)新，推進(jìn)RISC-V生態(tài)在國(guó)內(nèi)的快速發(fā)展。

在2019年1月11日的聯(lián)盟大會(huì)上，CRVA得到了中央網(wǎng)信辦與上海、浙江等地方網(wǎng)信辦的大力支持，吸引了來自國(guó)內(nèi)各芯片企業(yè)以及高校參會(huì)。大會(huì)先后向?qū)W術(shù)界和工業(yè)界杰出的項(xiàng)目和企業(yè)頒發(fā)了科教實(shí)踐獎(jiǎng)、前沿芯片獎(jiǎng)和生態(tài)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)，以鼓勵(lì)發(fā)展更多有影響力的RISC-V芯片項(xiàng)目。

為進(jìn)一步擴(kuò)大聯(lián)盟輻射面，加強(qiáng)各方聯(lián)系與交流，推動(dòng)聯(lián)盟各項(xiàng)既定計(jì)劃順利開展，聯(lián)盟長(zhǎng)期面向社會(huì)各界征集單位會(huì)員與個(gè)人會(huì)員。詳情請(qǐng)?jiān)L問聯(lián)盟官網(wǎng)（http://crva.io）填寫會(huì)員申請(qǐng)表或咨詢聯(lián)盟秘書處。

聯(lián)盟秘書處聯(lián)絡(luò)人：李迪
電話：010-62601034
電子郵箱：[email protected]

我們誠摯邀請(qǐng)有識(shí)之士加入聯(lián)盟，共創(chuàng)開源芯片及開放指令生態(tài)的黃金時(shí)代！