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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

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发表于 2019-10-22 15:17:13 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国
机器之心报道

5 D. C% l1 a" s( v) J. k0 k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。
) r& w% p* p5 K& ~& _
$ m5 l0 w7 n+ G4 M' Y/ u
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。
6 f4 ~9 X; [2 z3 k
: J0 B- ~) a  b* k这是平头哥在玄铁 910、无剑 SoC、含光 800 之后的又一重要发布。
8 R. m- P, h9 d$ b5 {- h/ E0 P" P- w; S7 X3 \2 e5 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。
. g. q" D0 y( S% h4 u3 \+ m& @$ h) I) @$ @
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。
9 u9 G0 C2 J7 Q$ l* Y
* X" g; H& ^4 o2 y8 T$ J9 A! c* m0 D项目链接:https://github.com/T-head-Semi/wujian100_open* v/ @; s' c" E# G

' x; _+ i* t. p9 q( p
) @# c+ M* u- ?, J% i  a8 i3 p8 NMCU 芯片设计平台在 GitHub 的源代码页面
5 [" J& j* {( H& L  V/ o8 t& I+ D" }& n, o; a& @. S
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 t$ V) B# y* g7 j1 \& d( F# y) K% W3 b
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。8 j9 y: C$ J. @+ T, F$ I
* E0 w" R+ Z' x" i  M
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。
& r/ @, r/ i1 V1 X+ R2 ]& g2 x* p# p
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。2 Z3 X  p6 d$ N6 Z% R
" e# b. f9 v/ n8 p  p) x
0 g6 W0 T' N) D1 A2 |
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。5 t5 M* N' R8 ^; ]9 {
- ?: b, {$ z- K) h
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:
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/ J6 N/ f" a0 Y  W8 k1、什么是 MCU?$ ^# J! V8 S2 @# i6 o2 Y

; h$ R0 Z8 t1 w2 }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。
0 F; Y' W( k- m1 h1 G( U
" l, P8 _" O# pMCU 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。+ f7 R7 ~2 L$ x+ ~3 d8 S

' ~; e# G8 s- A0 |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。; u& r2 D( Z$ E  f* \4 r
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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。5 n# f7 M* r  B. i8 ?- U

. N+ {, x9 h& x2、如何看待基于 RISC-V 的 MCU 的需求前景?
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" h. {) u, S$ l0 v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。4 f$ R, e6 |2 ^- ?$ I

( \1 d4 P) `% \7 z" O5 X- q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。8 d2 z# N! o/ ]
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7 |! {- a& i% I3 o5 o% `9 |7 L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。
. A8 j6 z/ i5 {* v. g, d+ _7 [: ]. V8 u; ]9 J& B' ~5 B
3、平头哥的开源 MCU 平台有哪些功能?
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7 S% s, ?7 X- N% LMCU 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。
1 M$ g* l$ {4 u4 k2 w- E- U5 g. b5 K" W
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。& O& |; x5 p& j

4 e( a" H9 w- Z! f- w9 kMCU 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。( j. t. c( o( d" G

' p) G. L  l0 K/ \& _/ j# S2 Z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。+ u9 f& R  M) e0 l- e* j" j

  }5 L/ E) b, O$ j4 h4、MCU 平台能给用户创造什么价值?
. `/ O7 u: v* l4 I4 p! n6 G3 N+ ]4 [3 y5 U
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。1 m+ n; }5 O1 `/ P7 k% a0 c2 N
" i8 s/ N# q6 v; Z$ b9 d
AIoT 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。
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0 o% L. K$ b* f$ f* W! h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。
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6 ^3 T1 Z, n4 L* V6 ~, X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。  U8 t7 G! G# Q( |6 S

, ^7 Q2 H# g# g5、MCU 开源代码在哪可以看到?
( E( c) w1 r! l6 i8 T1 L
# N) ^! T& W9 s. V5 L* D0 }% wMCU 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。8 D1 P) ]1 P  d& d9 R
地址:https://github.com/T-head-Semi9 c1 [' x8 ]: C1 J3 |" f

7 }- I" H) v$ V4 r. R6、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?2 k3 H) d, S) U- H
4 i4 S( i$ @1 a, T2 f" |! L! K* S
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。' \4 j& z2 Z. S, a; g$ x0 w
7 F+ W. A- X( n! a. y
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。: s0 U: s! u, f

* J7 W& D7 `1 g9 J0 I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。+ I. e( L# A# v& i& c* J3 ~

. w/ I, J; \5 a" j2 E) U! Y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。
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1 d) C7 g3 B8 Y* e# `' I0 \7、开源芯片平台和无剑 SoC 平台是什么关系?
! n( v; Y" C+ `4 \
# ?; ~$ D8 ~  n1 z# i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。
+ c; f: R( C$ [% z+ a0 `9 L
4 J- Y1 m3 t  a% {1 V" b" }所有用户都可在开源平台进行 IP 和芯片的开发验证。/ E1 k( j/ K7 c2 A

6 w7 W6 t, \% m, V' q5 K6 D+ u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。7 a, W& q( P2 f- R0 C

5 \  x: u2 F: }/ b( C5 L4 g2 R2 d! T' y5 L% V  v; z
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:
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  t2 a! Q6 ?4 F

      ^5 K% l7 F) F
  • 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。! b8 ]& r. _) C6 L  K, K
  • 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。, h: u3 i6 R& Z
  • 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。
    # I2 E# Q! L7 ]2 y2 |$ y" {
  • 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。
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* X9 h0 {4 V; t3 O: K0 w/ ~8 o

$ D0 p. f; A% p, u8、第三方专家如何评价芯片开源?
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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。
& J4 H* l8 `7 W  l; a1 G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。
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+ B+ f/ r5 {2 g/ X1 p7 p/ J) t
) S* d( T( |' i1 i% ]
3 P. n. N% |8 t) P$ ]1 q8 W  U来源:http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1571727604&ver=1927&signature=fJrBrjhrc6-bNgy*wUuY1oHLT8n41edqCqDAtGizw2MMnPqD-JtYKRNnSSRG6z4rvSNLBhk5uLDFjlq7np5cyS-1YSX5RHYV3GTFAjwkNqd45WwASPCRDj7QppIcnjVR&new=1
8 J, L' d" G. t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!

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