2023年10月19日，思爾芯（S2C）宣布北京開(kāi)源芯片研究院（簡(jiǎn)稱(chēng)“開(kāi)芯院”）在其歷代“香山” RISC-V 處理器開(kāi)發(fā)中采用了思爾芯的芯神瞳 VU19P 原型驗(yàn)證系統(tǒng)，不僅加速了產(chǎn)品迭代，還助力多家企業(yè)基于“香山”開(kāi)發(fā)各種高端芯片。

RISC-V，作為一種開(kāi)放的指令集架構(gòu)，已逐漸成為全球處理器開(kāi)發(fā)的焦點(diǎn)。其中，“香山”被視為 RISC-V 的國(guó)際領(lǐng)先代表，是一款開(kāi)源高性能RISC-V 處理器核。自 2019 年項(xiàng)目發(fā)布一代“雁棲湖”以來(lái)，在 GitHub 這一全球最大的開(kāi)源項(xiàng)目托管平臺(tái)上，其獲得了超過(guò) 4000 個(gè)星標(biāo)（Star）和 551 個(gè)分支（Fork），成為國(guó)際上最受關(guān)注的開(kāi)源硬件項(xiàng)目之一。迄今為止，“香山”已經(jīng)成功推出了兩代產(chǎn)品，第三代“昆明湖”正在研發(fā)中。其中，二代“南湖”采用了 14nm 制程技術(shù)。其核心頻率高達(dá) 2 GHz，并獲得了 10/GHz 的 SPECCPU 2006 評(píng)分，綜合性能還超越了 Arm 的 Cortex-A76。已有 18 家業(yè)界領(lǐng)軍企業(yè)正在基于“香山”核進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)，推動(dòng)高端芯片的示范應(yīng)用，以此加速 RISC-V 生態(tài)的建設(shè)和發(fā)展。
為推進(jìn)“香山”項(xiàng)目，思爾芯提供了芯神瞳 VU19P 原型驗(yàn)證系統(tǒng)，一個(gè)可以在真實(shí)硬件上測(cè)試軟件功能和性能的平臺(tái)，使“香山”的軟硬件工程師能夠并行工作，顯著加速進(jìn)程。這一系統(tǒng)兼具靈活性和擴(kuò)展性，滿(mǎn)足各種設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求。開(kāi)芯院補(bǔ)充道：“由于 RISC-V 的多樣化，客戶(hù)在選擇時(shí)要對(duì)不同的 RISC-V 核心進(jìn)行評(píng)估。思爾芯的系統(tǒng)使我們能有效展現(xiàn)處理器性能，順利完成 SPEC 跑分、IO 驗(yàn)證及 BSP 驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)等工作，覆蓋了從硬件設(shè)計(jì)到軟件集成的全生命周期。方便我們的客戶(hù)選擇最適合的方案，并助推基于‘香山’核的后續(xù)聯(lián)合研發(fā)。”
圖為香山（南湖架構(gòu)）在芯神瞳 VU19P 原型驗(yàn)證系統(tǒng)上演示

1. SPEC 跑分驗(yàn)證:
在硬件設(shè)計(jì)中，一旦有了原型或早期版本的設(shè)計(jì)，就可以使用 SPEC 基準(zhǔn)測(cè)試進(jìn)行跑分，從而驗(yàn)證預(yù)期的性能是否得到實(shí)現(xiàn)。基于思爾芯的芯神瞳，“香山”團(tuán)隊(duì)運(yùn)行了 SPEC 基準(zhǔn)測(cè)試，通過(guò)結(jié)合顯卡運(yùn)行 Linux 和圖形界面，以直觀地評(píng)估其性能。這為團(tuán)隊(duì)提供了寶貴的反饋，可以據(jù)此進(jìn)行優(yōu)化以達(dá)到或超過(guò)預(yù)期的性能標(biāo)準(zhǔn)。目前，第二代“香山”（南湖架構(gòu)）的 SPEC2006 得分為20分，超越了 2018 年的 Arm Cortex-A76。
2. IO 驗(yàn)證:
IO（輸入/輸出）驗(yàn)證是確保芯片與外部環(huán)境（如其他芯片、系統(tǒng)等）之間的通信是正確的和高效的過(guò)程。思爾芯的芯神瞳便為“香山”提供了一個(gè)實(shí)際的環(huán)境，用于測(cè)試和驗(yàn)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(nèi)存、存儲(chǔ)和其他接口的完美集成和通信。在整個(gè)驗(yàn)證系統(tǒng)的搭建中，“香山”團(tuán)隊(duì)使用了思爾芯的 PPM、GMAC、PCIe 等子卡和接口，系統(tǒng)整體運(yùn)行速率為 50MHz，各接口按照它們各自的標(biāo)準(zhǔn)頻率與“香山”系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)接。
3. BSP驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā):
BSP（Board Support Package）驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)是確保軟硬件順暢交互的關(guān)鍵橋梁。利用原型驗(yàn)證技術(shù)，開(kāi)發(fā)者可以直接在真實(shí)硬件上進(jìn)行 BSP 的開(kāi)發(fā)和測(cè)試，保證軟硬件的緊密協(xié)同，從而提高開(kāi)發(fā)效率和準(zhǔn)確性。隨著“香山”處理器的硬件設(shè)計(jì)在思爾芯原型驗(yàn)證系統(tǒng)上穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)，其軟件團(tuán)隊(duì)立即展開(kāi)了 BSP 驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。這不僅讓軟硬件團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了并行開(kāi)發(fā)，而且確保軟件在真實(shí)硬件環(huán)境中得以?xún)?yōu)化。這種早期介入策略讓軟件團(tuán)隊(duì)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(shè)計(jì)并加速軟件開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
“香山”無(wú)疑是國(guó)際領(lǐng)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(duì)至關(guān)重要。開(kāi)芯院表示：“思爾芯的原型驗(yàn)證系統(tǒng)無(wú)疑為我們香山項(xiàng)目的成功奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。之所以選擇思爾芯，因?yàn)槲覀兂浞终J(rèn)可他們卓越的技術(shù)和服務(wù)：技術(shù)穩(wěn)定持久，服務(wù)響應(yīng)速度快，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間驗(yàn)證，穩(wěn)定且成熟。這為我們的項(xiàng)目注入了巨大的推動(dòng)力。”
思爾芯副總裁陳英仁先生對(duì)此也表示：“我們非常高興看到香山成功地應(yīng)用了我們的‘芯神瞳’，加速了產(chǎn)品的迭代，并滿(mǎn)足了廣泛的目標(biāo)市場(chǎng)需求。未來(lái)，我們將繼續(xù)與開(kāi)芯院緊密合作，共同致力于擴(kuò)大 RISC-V 社區(qū)，為推動(dòng) RISC-V 生態(tài)的繁榮和前景不懈努力。”

關(guān)于北京開(kāi)源芯片研究院

近年來(lái)，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(kāi)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(kāi)源芯片研究院。研究院以開(kāi)源開(kāi)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)。

關(guān)于思爾芯 S2C

思爾芯（S2C）自2004年設(shè)立上海總部以來(lái)始終專(zhuān)注于集成電路 EDA 領(lǐng)域。作為業(yè)內(nèi)知名的 EDA 解決方案專(zhuān)家，公司業(yè)務(wù)已覆蓋架構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件仿真、硬件仿真、原型驗(yàn)證、EDA 云等工具與服務(wù)。已與超過(guò) 600 家國(guó)內(nèi)外企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，服務(wù)于人工智能、高性能計(jì)算、圖像處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信號(hào)處理等數(shù)字電路設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、5G 通信、智慧醫(yī)療、汽車(chē)電子等終端領(lǐng)域。