由北京開源芯片研究院與GitLink平臺共同發(fā)起的開源芯片社區(qū)在 2023RISC-V 中國峰會上正式發(fā)布。平頭哥、沁恒微電子、澎峰科技、清華大學數字信號處理器實驗室、兆松科技、深度數智、賽昉科技、中科海芯、算能、達坦科技為社區(qū)初創(chuàng)成員，為社區(qū)帶來了首批開源芯片項目入駐。

開源芯片生態(tài)技術體系

近年來，開源指令集?RISC-Ⅴ以其“指令集應該免費”（instruction sets want to be free）的宗旨得到全世界的廣泛認可與積極投入。截至目前，RISC-V國際基金會已吸引全球80多個國家的近3600個會員，包括美國、德國、日本、英國、瑞典等發(fā)達國家和國際知名企業(yè)如英特爾、谷歌、西門子、三星及中國的華為、阿里等，覆蓋芯片廠商、芯片設計服務公司、軟件提供商等軟硬件公司，以及大學、科研機構和投資機構等。參考開源軟件生態(tài)發(fā)展經驗，基于?RISC-Ⅴ?構建開源芯片生態(tài)，圍繞開源芯片生態(tài)技術體系的建設作出貢獻和創(chuàng)新，將會對芯片產業(yè)發(fā)展帶來巨大收益。

開源軟件生態(tài)發(fā)展成功經驗

“開源”（open source）全稱為開放源代碼，其最大的特點是開放，即在版權限制范圍之內任何人都可以得到源代碼，并加以修改學習、重新發(fā)放。開源模式于?20?世紀?80?年代初開始在軟件領域流行，現(xiàn)已成為軟件領域不可或缺的一種開發(fā)模式。開源軟件經過了40年的發(fā)展，如今各類商業(yè)軟件幾乎都有對應的開源版本，特別是操作系統(tǒng)、編譯器、數據庫、函數庫等基礎軟件。這些開源軟件組合成了相對比較完整的技術體系，也構建出了價值數百億美元規(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)務創(chuàng)新基礎上。

處理器芯片設計新趨勢：開源模式

如今開源理念已經擴展到芯片設計領域。通過開源模式提供芯片設計底層技術支撐降低芯片架構創(chuàng)新的成本，讓更多開發(fā)者可以使用到高質量的技術能力是加速芯片設計縮短開發(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發(fā)展現(xiàn)狀，獲取開源帶來的知識溢出成果使其學習與實踐緊跟市場發(fā)展需要，實現(xiàn)規(guī)?；囵B(yǎng)開源芯片的設計實踐人才的目的。

處理器芯片設計具有規(guī)范的流程

相比價值已達數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，但僅有指令集離一套較為完整的技術體系還有很大差距。如圖?所示，處理器芯片設計流程一般包括?3?個階段。

階段?1：根據指令集手冊進行微架構設計，輸出一系列設計文檔。

階段?2：投入相當的工程力量，把微架構設計實現(xiàn)為寄存器傳輸級（RTL）源代碼。

階段?3：使用電子設計自動化（EDA）工具將RTL?源代碼轉化為可供流片的芯片版圖。

L1 開源指令集

指令集架構?ISA（instruction set architecture）本質上是一種標準規(guī)范，其表現(xiàn)形式是一份手冊文檔。開源指令集的內涵包含?2?個方面：

1. 任何人都可以免費獲取指令集手冊，根據手冊免費設計與實現(xiàn)自己的處理器芯片；

2. 指令集的演進由開源社區(qū)共同制定，而不是由某個公司掌控。

L2 開源設計實現(xiàn)

處理器芯片的微架構設計一般由設計文檔記錄，處理器芯片的實現(xiàn)則是用硬件描述語言（如?Verilog、Chisel?等）來描述設計文檔中的微架構設計，形成一份寄存器傳輸級（RTL）源代碼。開源設計實現(xiàn)的內涵包含?2?個方面——微架構設計文檔和?RTL?源代碼，均可免費獲取。

L3 開源工具

處理器芯片的設計與實現(xiàn)過程中需要使用各種工具，主要包括三大類：

1. 微架構設計空間優(yōu)化工具，包括軟件模擬器、程序特征分析工具、性能/功耗建模與評估工具等；

2.測試與驗證工具，包括不同層次（模塊級、組件級、IP?級、SoC?級等）的功能正確性驗證工具、錯誤定位與追蹤工具、形式化驗證工具、自動化測試框架與測試用例等；

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

綜上，L1?級是整個開源芯片技術體系的基礎；沒有?L1?級的開源指令集，則不可能有?L2?級開源設計實現(xiàn)。這也正是?RISC-Ⅴ?指令集的價值所在，它賦予了全世界所有人免費設計與實現(xiàn)處理器芯片的平等機會。雖然?L1?是基礎，但要設計與實現(xiàn)一個處理器，L2—開源設計實現(xiàn)與?L3—開源工具更為重要，而且?2個層次緊密聯(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)調用標準屬于?L1級，Linux?操作系統(tǒng)源代碼屬于?L2?級，C?語言/GCC?編譯器則屬于?L3?級。

開源芯片社區(qū)介紹

目前開源芯片社區(qū)已在中國計算機學會開源發(fā)展委員GitLink平臺運行：

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

GitLink是 CCF 中立性、學術性、永久性的開源學術平臺，在這個平臺聚集了更多國家科研項目、高校項目、企業(yè)項目和個人項目。

開源芯片社區(qū)組織形式

開源芯片社區(qū)由成員組成，根據社區(qū)成員參與和貢獻度設置為技術委員會、執(zhí)行委員會、優(yōu)秀社區(qū)貢獻者和社區(qū)大使。以下進行詳細介紹：

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

技術委員會：針對開源芯片項目進行推薦、指導、提供發(fā)展建議/資源/幫助；評審頂級項目向 CCF 開源發(fā)展委員會推薦優(yōu)秀開源項目；評選年度社區(qū)貢獻者。

執(zhí)行委員會：包括社區(qū)運營及生態(tài)發(fā)展兩大工作組成。運營工作包括：技術、法務的支持與管理；生態(tài)發(fā)展包括：市場推廣、項目發(fā)展、用戶發(fā)展和外部合作。

社區(qū)優(yōu)秀貢獻者：在社區(qū)發(fā)展過程中對于開源芯片社區(qū)發(fā)展、開源芯片項目發(fā)展產生關鍵作用或產生階段成果的貢獻者。社區(qū)優(yōu)秀貢獻者可以由開源芯片社區(qū)技術委員會、執(zhí)行委員會、開源項目進行提報。

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

開源項目展示技術交流

開源芯片社區(qū)為推動技術交流，為開源項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)性查找項目學習發(fā)展資料，了解項目發(fā)展最新動態(tài)，并在平臺實現(xiàn)查看源代碼。

社區(qū)發(fā)展及社區(qū)成員動態(tài)將會以雙周報的形式，通過北京開源芯片研究院的微信公眾號進行發(fā)布宣傳。

定制化用戶成長機制

為了幫助更多社區(qū)用戶參與到開源芯片項目中 ，平臺會為項目提供：

專項入門、培訓的教育教學以及實操上手資料及文檔，讓用戶一站式系統(tǒng)性了解對應項目的技術體系發(fā)展以及所需人才要求。

對應能力提升的任務及考核機制，便于用戶針對性學習及提升技術能力，獲得專業(yè)成長。當用戶完成階段性任務或者考核之后還將獲得專利使用權，保證用戶可以在獲得技術成長的同時拿到更實在的技術發(fā)展支持。

社區(qū)綜合發(fā)展

開源社區(qū)圍繞技術體系匯聚開源項目，統(tǒng)籌資源進行規(guī)?；顒油茝V

將開源芯片項目推薦進入計算機學會開源發(fā)展委員會孵化項目體系

加入開源芯片社區(qū)

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

參考文章：包云崗，孫凝暉.開源芯片生態(tài)技術體系構建面臨的機遇與挑戰(zhàn)..中國科學院院刊，2022，37(1): 24-29.

DOI: 10.16418/j.issn.1000-3045.20211117003

關于北京開源芯片研究院

近年來，RISC-V快速發(fā)展，已經成為當前國際科技競爭的焦點。為提升我國集成電路設計水平，建設與國際開源社區(qū)對接的技術平臺，北京市和中科院高度重視RISC-V發(fā)展，組織國內一批行業(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業(yè)發(fā)展共識，以協(xié)同創(chuàng)新激發(fā)應用牽引潛力，著力推進RISC-V創(chuàng)新鏈和產業(yè)鏈的加速融合，加速科技創(chuàng)新成果產業(yè)化落地，加快打造全球領先的RISC-V產業(yè)生態(tài)。

中國開放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟（英文縮寫為CRVA ; China RISC-V Alliance）圍繞RISC-V指令集，以促進開源開放生態(tài)發(fā)展為目標，以重點骨干企業(yè)、科研院所為主體，整合各方資源，建立產、學、研、用深度融合的聯(lián)盟，推動協(xié)同創(chuàng)新攻關，促進RISC-V相關開源技術的開發(fā)與共享，推廣相關技術和產品的應用，探索體制機制創(chuàng)新，推進RISC-V生態(tài)在國內的快速發(fā)展。

在2019年1月11日的聯(lián)盟大會上，CRVA得到了中央網信辦與上海、浙江等地方網信辦的大力支持，吸引了來自國內各芯片企業(yè)以及高校參會。大會先后向學術界和工業(yè)界杰出的項目和企業(yè)頒發(fā)了科教實踐獎、前沿芯片獎和生態(tài)貢獻獎，以鼓勵發(fā)展更多有影響力的RISC-V芯片項目。

為進一步擴大聯(lián)盟輻射面，加強各方聯(lián)系與交流，推動聯(lián)盟各項既定計劃順利開展，聯(lián)盟長期面向社會各界征集單位會員與個人會員。詳情請訪問聯(lián)盟官網（http://crva.io）填寫會員申請表或咨詢聯(lián)盟秘書處。

聯(lián)盟秘書處聯(lián)絡人：李迪
電話：010-62601034
電子郵箱：crva@ict.ac.cn

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