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近年來,RISC-V 快速發展,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對接的技術平臺,北京市和中科院高度重視 RISC-V 發展,組織國內一批行業龍頭企業和頂尖科研單位于 2021年12月6日發起成立北京開源芯片研究院。研究院以開源開放凝聚產業發展共識,以協同創新激發應用牽引潛力,著力推進 RISC-V 創新鏈和產業鏈的加速融合,加速科技創新成果產業化落地,加快打造全球領先的 RISC-V 產業生態。
“香山”被視為RISC-V的國際領先代表,是一款開源高性能RISC-V處理器核。自2019年項目發布一代“雁棲湖”以來,在GitHub這一全球最大的開源項目托管平臺上,其獲得了超過4000個星標(Star)和551個分支(Fork),成為國際上最受關注的開源硬件項目之一。迄今為止,“香山”已經成功推出了兩代產品,第三代“昆明湖”正在研發中。其中,二代“南湖”采用了14nm制程技術,其核心頻率高達2 GHz,并獲得了10/GHz的SPECCPU 2006評分,綜合性能還超越了ARM的Cortex-A76。已有18家業界領軍企業正在基于“香山”核進行聯合研發,推動高端芯片的示范應用,以此加速RISC-V生態的建設和發展。
為推進“香山”項目,思爾芯提供了芯神瞳VU19P原型驗證系統,一個可以在真實硬件上測試軟件功能和性能的平臺,使“香山”的軟硬件工程師能夠并行工作,顯著加速進程。這一系統兼具靈活性和擴展性,滿足各種設計和應用要求。
支持最高4,900萬門的ASIC設計
板載DDR4內存運行速率高達2,400Mbps
高速I/O連接器采用可鎖設計,確保連接的穩定性
兼容90多種應用接口子卡

1.SPEC跑分驗證:
在硬件設計中,一旦有了原型或早期版本的設計,就可以使用SPEC基準測試進行跑分,從而驗證預期的性能是否得到實現。基于思爾芯的芯神瞳,“香山”團隊運行了SPEC基準測試,通過結合顯卡運行Linux和圖形界面,以直觀地評估其性能。這為團隊提供了寶貴的反饋,可以據此進行優化以達到或超過預期的性能標準。目前,第二代“香山”(南湖架構)的SPEC2006得分為20分,超越了2018年的ARM Cortex-A76。
2.IO驗證:
IO(輸入/輸出)驗證是確保芯片與外部環境(如其他芯片、系統等)之間的通信是正確的和高效的過程。思爾芯的芯神瞳便為“香山”提供了一個實際的環境,用于測試和驗證所有輸入/輸出通信通道。這確保了“香山”與其他硬件組件,如內存、存儲和其他接口的完美集成和通信。在整個驗證系統的搭建中,“香山”團隊使用了思爾芯的PPM、GMAC、PCIe等子卡和接口,系統整體運行速率為50MHz,各接口按照它們各自的標準頻率與“香山”系統進行了對接。
3.BSP驅動開發:
BSP(Board Support Package)驅動開發是確保軟硬件順暢交互的關鍵橋梁。利用原型驗證技術,開發者可以直接在真實硬件上進行BSP的開發和測試,保證軟硬件的緊密協同,從而提高開發效率和準確性。隨著“香山”處理器的硬件設計在思爾芯原型驗證系統上穩定實現,其軟件團隊立即展開了BSP驅動開發。這不僅讓軟硬件團隊實現了并行開發,而且確保軟件在真實硬件環境中得以優化。這種早期介入策略讓軟件團隊更深入地了解硬件特性和限制,為“香山”在最終流片前確保硬件設計并加速軟件開發奠定了基礎。
“香山”無疑是國際領先的高性能RISC-V處理器核。為保持這一地位,選擇合適的合作伙伴對至關重要。開芯院表示:“思爾芯的原型驗證系統無疑為我們香山項目的成功奠定了堅實的基礎。之所以選擇思爾芯,是因為我們充分認可他們卓越的技術和服務:技術穩定持久,服務響應速度快,產品經過長時間驗證,穩定且成熟。這為我們的項目注入了巨大的推動力。”
思爾芯副總裁陳英仁先生對此也表示:“我們非常高興看到香山成功地應用了我們的‘芯神瞳’,加速了產品的迭代,并滿足了廣泛的目標市場需求。未來,我們將繼續與開芯院緊密合作,共同致力于擴大RISC-V社區,為推動RISC-V生態的繁榮和前景不懈努力。”