国内首次，平头哥开源RISC-V芯片设计平台，软硬件全套代码已上GitHub

zxingxing

机器之心报道

, x. y* s, u1 H8 ], L1 p机器之心编辑部

10 月 21 日，在乌镇互联网大会上，阿里巴巴旗下芯片公司平头哥宣布开源低功耗微控制芯片（MCU）设计平台。自此，平头哥成为了国内首家实现芯片平台开源的企业。
) t) @* A5 {4 b% p3 j

据介绍，这一平台面向 AIoT 时代的定制化芯片设计需求，目标群体包括芯片设计公司、IP 供应商、高校及科研院所等。通过全面公开的设计方案，全世界的开发者都可以设计出面向细分领域的定制化芯片，IP 供应商可以研发原生于该平台的核心 IP，高校和科研院所则可开展芯片相关的教学及科研活动。
  \2 t4 h4 m$ L
/ }# P% Q: s# D5 ?这是平头哥在玄铁 910、无剑 SoC、含光 800 之后的又一重要发布。
0 [9 ]* a% v: o, c
+ d0 t* [+ J" Q5 z, ^MCU 平台包含处理器、基础接口 IP、操作系统、软件驱动和开发工具等模块，搭载基于 RISC-V 架构的玄铁 902 处理器，提供多种 IP 以及驱动，能让用户快速集成、快速验证，减少基础模块开发成本。后续还将开放更多 IP 和玄铁处理器。
1 U  x) o4 I' a: w, P, u0 b
( F) {8 K3 G2 R6 H# @  {/ O( f平台开源代码包括基础硬件代码和配套软件代码两部分，现已公布在 GitHub 开源社区。

' e% H$ k3 n! A/ B  g项目链接：https://github.com/T-head-Semi/wujian100_open
8 E- r. F% ~( B  k# J5 }9 B
; e  x  E' C  B/ q
! j: z" V' A3 H; Y* N* C$ dMCU 芯片设计平台在 GitHub 的源代码页面
$ b8 K* A8 |0 G% U" P
! T8 ~' Y4 e" h( _- r2 D3 J( |传统 MCU（Micro Controller Unit) 又叫单片机、微控制器，是将 CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种 I/O 接口集成于一颗芯片的芯片级计算机。作为嵌入式设备的核心部件，MCU 在通信、消费电子、汽车电子、工业控制有广泛应用，是市场需求最大的芯片类型。
4 K. Z) I, `! n7 {6 |1 T* W& ?
在 AIoT 时代，绝大部分 IoT 设备都需搭载下一代 MCU 芯片，实现传感、通信、信息处理、计算、下达控制指令等复杂任务。具备 AI 能力和云端接入能力是下一代 MCU 芯片与传统 MCU 芯片最大的不同。
- e7 K. a& {; F' K
物联网技术的发展，势必推动下一代 MCU 芯片需求的快速增长。据调研机构 IC Insights 预测，2019 年全球 MCU 芯片出货量为 269 亿颗，到 2023 年该数字将增加到 382 亿颗，届时 MCU 芯片销售额预计可达 213 亿美元。
( f! @, A# ~6 i- O3 g3 w1 A% ~
阿里巴巴研究员、平头哥半导体副总裁孟建熠表示，自 RISC-V 内核开源以来，开源开放成为芯片领域的一种新趋势，它能有效降低芯片设计门槛，通过对接开源生态的资源，推动芯片设计走向定制化，让芯片行业有机会解决 AIoT 时代应用碎片化问题。
- g3 F: u5 T. O# S3 o

在昨天的乌镇世界互联网大会上，孟建熠还提出，在数据时代互联网世界将迎来「新四化」：AIoT 化，云化基础设施，移动化，大数据化。而在这之上，芯片技术是整个新四化的基础，是未来阿里云生态的底座。

有关平头哥 MCU 芯片设计平台的开源，阿里官方回答了一些人们关心的问题：
: Q. Y6 B6 `8 A* L( m  x& c+ P
: r6 C" r- _" ^) f2 U! I- `. K1、什么是 MCU？

& @) t, [4 B4 ^传统的 MCU（Micro Controller Unit) 就是我们平常说的单片机或微处理器，是把 CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种 I/O 接口集成于一颗芯片所形成的芯片级计算机。
7 k0 @: f( j, I, ?5 C, ~- O
: L- H* X4 N; ]- |8 x2 wMCU 是进行嵌入式开发的核心部件，在通信、消费电子、汽车电子、工业控制等领域有广泛应用。MCU 是需求最大的芯片类型，调研机构 IC Insights 预测，2019 年全球 MCU 单位出货量为 269 亿颗，到 2023 年 MCU 单位出货量将增加到 382 亿颗，销售额预计可达 213 亿美元。
# S: l. v) F1 k$ [0 _& |. h7 V
% ^; J4 X$ V5 L7 _9 v根据数据位数，MCU 可分为 4 位、8 位、16 位、32 位。不同位数的 MCU 适用于不同领域，位数越高，MCU 的数据处理能力越强，越适用于复杂的应用场景。自上世纪 70 年代 MCU 问世至今，8 位 MCU 一直占据市场主流。随着物联网等智能技术的发展和 32 位 MCU 成本竞争力的提升，32 位 MCU 需求快速增长，2015 年起全球 32 位 MCU 出货量超过 4 位、8 位、16 位 MCU 出货量的总和。
$ l2 H/ z" s) O# U/ @
4 M0 y! S3 v4 o; w+ A( G物联网、云计算、5G、人工智能等技术的发展，将推动全球 MCU、尤其是 32 位 MCU 需求的持续增长。在 AIoT 时代，绝大部分 IoT 设备都需搭载下一代 MCU 芯片，实现传感、通信、信息处理、计算、下达控制指令等复杂任务。具备 AI 能力和云端接入能力是下一代 MCU 芯片与传统 MCU 芯片最大的不同。
6 \! D3 B$ h* s0 `1 v
2、如何看待基于 RISC-V 的 MCU 的需求前景？

基于 RISC-V 指令集架构的 MCU 是一个全新的市场。开源的 RISC-V 让全世界的开发者都能基于这个架构做出理想的处理器产品，RISC-V 可扩展、可定制化的特点对于场景驱动、性能功耗需求各不相同的 AIoT 芯片特别重要。
! a' u2 k- ?! i' g
芯片行业走向开源开放是大趋势，RISC-V 架构呈现出了很强的生命力。RISC-V 的出现，使得 MCU 产品有了除了 ARM 架构以外的选择。在这一点上，国内外芯片厂商基本处于同一起跑线上。


今年 7 月，平头哥发布了玄铁 910 处理器，它被认为是目前业界性能最强的 RISC-V 处理器，可用于设计制造高性能端上芯片，面向 5G、人工智能以及自动驾驶等领域。

3、平头哥的开源 MCU 平台有哪些功能？

MCU 芯片设计平台是平头哥的首个开源平台，平台针对的目标群体包括芯片设计公司、IP 供应商、高校及科研院所等。全世界的开发者都能基于该平台设计面向细分领域的定制化芯片，IP 供应商可以研发原生于该平台的核心 IP，高校和科研院所则可开展芯片相关的教学及科研活动。

* Y8 F% `, D1 Z1 F+ E平台提供高效研发基于 MCU 的定制芯片的基础共性技术，包含处理器、基础的接口 IP、操作系统、软件驱动和开发工具等模块，能让用户快速集成、快速验证，减少基础模块开发成本。
5 {$ |# G1 g: Y$ y: T4 B- e
MCU 平台目前搭载玄铁 902 处理器，提供 UART、SPI、I2C、Timer、PWM 等多种 IP 以及驱动，后续还将开放更多 IP 和玄铁处理器。

& H- A4 ]! C& J8 M我们欢迎全世界的 IC 设计者参与开源、贡献开源，丰富平台能力、共建开源芯片生态、提升 AIoT 芯片设计水平，让「造芯」变得更简单、更高效。
1 f9 d0 t$ ~4 E7 ]0 @
4、MCU 平台能给用户创造什么价值？

从开发者角度看，平台降低了基于 MCU 架构的定制化芯片的研发门槛，帮助设计者压缩芯片研发成本和研发周期，让普惠芯片成为可能。
4 X# h' N3 g- z5 A/ S
" d! h: Y% k8 {1 }6 Z9 v- ^! uAIoT 时代需要的产品一定是五花八门的，传统芯片设计方法无法支持海量的、碎片化的需求，未来需要更多掌握应用需求的企业开展定制化芯片的设计。
; ~; W, _- T" f0 C& V0 R. }
芯片研发前期投入大、失败风险大，初创企业研发一款芯片，从 IP 开发到小批量产通常耗时两到三年。在 AIoT 时代，这样的研发周期可能导致产品错过最佳上市窗口期。
' ]6 F( L! N4 m& S
平头哥希望通过开源方式，把基础共性能力共享给整个行业。用户不需要斥巨资作前期投入去设计基础组件 IP，要做的是专心定义好碎片化的场景和需求，把面向领域的功能 IP 设计好、验证好，快速完成芯片量产。
4 D( V/ t, u& c( E# t
: h$ @0 |" e! o( i" a. _! q/ m5、MCU 开源代码在哪可以看到？

0 k* l" V! @' Q, cMCU 芯片设计平台的软硬件全套开源代码现已公布在 GitHub 开源社区。
地址：https://github.com/T-head-Semi
9 A) b2 V) _. n9 v& e0 p
# i5 H6 |/ i  F, N: z3 M6、芯片设计平台开源在国内并无先例，平头哥为什么要这么做？
& c2 A/ M1 C5 _1 q. X. r
平头哥共享芯片设计能力以及量产能力，希望加速芯片设计的过程，让芯片设计企业能够快速设计出芯片产品。

; C+ _+ X' R& b1 n从 RISC-V 内核开源开始，硬件开源已经成为一种趋势和潮流。PC 时代和移动互联网时代，所有技术都由芯片公司和 OS 公司引领，行业标准也由几家大公司定义。这种格局的优势是开发便利、生态建立迅速，但也存在巨大劣势：资源过度集中，产品形态非常有限，创新设计越来越少。

% g, u) A% T* z" C: ~芯片开源是降低行业门槛的重要方法。开源能够降低芯片设计门槛，未来，芯片开发迭代的周期可能从年变成月甚至周，成本可能从千万/亿级降到百万/十万级。唯有这样，才能吸引更多从业者加入芯片行业。这是新一代芯片设计方法与传统方法差别最大的地方。
! |: @4 o* Z2 R3 ]9 n
普惠芯片事业需要生态伙伴共同推动，我们希望有更多同道中人参与开源、贡献开源、共建生态。

7、开源芯片平台和无剑 SoC 平台是什么关系？
, f: n2 Y' t# E9 a' a
开源芯片平台和无剑平台都是 SoC 平台，都正逐步推出面向 MCU、工业、安全、车载等应用领域的 SoC 平台，目标都是帮助客户降低芯片设计门槛。
3 N* d5 A. W; V7 w& X
所有用户都可在开源平台进行 IP 和芯片的开发验证。
  |: c' z6 g1 G3 {( f7 G1 M( l
2 I: H+ I' r. D* \. G, F无剑则能为客户提供一站式芯片设计服务，包括代理生产、封装、测试等供应链管理服务，芯片产品的落地及市场验证服务等等，是涵盖芯片研发、量产、落地的全链路支持。


MCU 芯片设计平台的功能，得益于平头哥无剑 SoC 平台的四大能力加持：
9 R' @' g: k6 B0 j  S

1 c/ o  g% w# B+ C7 ^1 ^% R' X8 k
• 快：快速理解规格定义，快速集成、验证，快速完成前后端设计，压缩前期研发时间和生产制造时间，用成熟流程减少用户试错成本。帮助客户快速推出产品。
  
• 准：直接面对最终用户，获取最准确的规格定义，在此基础上快速推出最符合市场竞争力的产品。
  1 e3 U7 P8 X' j
• 稳：基于稳定可靠的设计平台和验证平台，IP 经过充分的硅验证，标准化的后端设计流程，良好的供应链管控，从生产、封装、测试等一系列保障用户拿到高品质产品。
  
• 全：提供从基础平台设计，到代理生产封装测试等供应链管理，以及驱动操作系统等的全链路支持，用户只需在平台完成核心 IP 的开发验证，就可整合成芯片。所有软件资源都是可以复用，大大缩短开发周期。
  ; [/ W( B% b# w% v. s+ v

8、第三方专家如何评价芯片开源？
- f9 w/ ]4 p( b) @, [
中科院计算所研究员、先进计算机系统研究中心主任、中国开放指令生态（RISC-V）联盟秘书长包云岗认为，开源芯片是芯片设计领域的发展大势，过去 20 年学界和工程界陆续有些探索，如今，以 AIoT 为代表的 IT 产业巨变，有望推动芯片开源走向拐点。开源能够降低芯片行业门槛，让整个行业共享基础技术、免于重复造轮子，由此改变传统的芯片设计方法和芯片行业格局，这对学科发展、人才培养和市场培育都大有裨益。
华为云近期推出精编实战公开课，涵盖机器学习、大数据、运维实战等多项系列课程，由华为云资深工程师倾情讲授，完成理论学习+实践内容还有精美礼品相赠。点击阅读原文，选择课程，免费报名。
/ {' U% }9 c8 i& N9 j, R; e
& \) k% [  T3 ~) m( D6 r8 Z
7 s0 T* i- ?: q3 K+ z) ~' J
来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1571727604&ver=1927&signature=fJrBrjhrc6-bNgy*wUuY1oHLT8n41edqCqDAtGizw2MMnPqD-JtYKRNnSSRG6z4rvSNLBhk5uLDFjlq7np5cyS-1YSX5RHYV3GTFAjwkNqd45WwASPCRDj7QppIcnjVR&new=1
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！