由北京開源芯片研究院與GitLink平臺共同發起的開源芯片社區在 2023RISC-V 中國峰會上正式發布。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、達坦科技為社區初創成員，為社區帶來了首批開源芯片項目入駐。

開源芯片生態技術體系

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、瑞典等發達國家和國際知名企業如英特爾、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。參考開源軟件生態發展經驗，基于?RISC-Ⅴ?構建開源芯片生態，圍繞開源芯片生態技術體系的建設作出貢獻和創新，將會對芯片產業發展帶來巨大收益。

開源軟件生態發展成功經驗

“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、重新發放。開源模式于?20?世紀?80?年代初開始在軟件領域流行，現已成為軟件領域不可或缺的一種開發模式。開源軟件經過了40年的發展，如今各類商業軟件幾乎都有對應的開源版本，特別是操作系統、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模的開源軟件生態。在開源軟件生態基礎之上，有很多企業以及初創公司可以把自己的精力更加集中在業務創新基礎上。

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新的成本，讓更多開發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周期的最佳方式，更重要的是通過開源模式開發者可以高效了解技術發展現狀，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展需要，實現規模化培養開源芯片的設計實踐人才的目的。

處理器芯片設計具有規范的流程

相比價值已達數百億美元的開源軟件生態，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范，其表現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自己的處理器芯片；

2. 指令集的演進由開源社區共同制定，而不是由某個公司掌控。

L2 開源設計實現

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。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處理器芯片的平等機會。雖然?L1?是基礎，但要設計與實現一個處理器，L2—開源設計實現與?L3—開源工具更為重要，而且?2個層次緊密聯系。用操作系統作類比，可移植操作系統接口（POSIX）系統調用標準屬于?L1級，Linux?操作系統源代碼屬于?L2?級，C?語言/GCC?編譯器則屬于?L3?級。

開源芯片社區介紹

目前開源芯片社區已在中國計算機學會開源發展委員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、企業項目和個人項目。

開源芯片社區組織形式

開源芯片社區由成員組成，根據社區成員參與和貢獻度設置為技術委員會、執行委員會、優秀社區貢獻者和社區大使。以下進行詳細介紹：

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

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

執行委員會：包括社區運營及生態發展兩大工作組成。運營工作包括：技術、法務的支持與管理；生態發展包括：市場推廣、項目發展、用戶發展和外部合作。

社區優秀貢獻者：在社區發展過程中對于開源芯片社區發展、開源芯片項目發展產生關鍵作用或產生階段成果的貢獻者。社區優秀貢獻者可以由開源芯片社區技術委員會、執行委員會、開源項目進行提報。

社區大使：開源芯片社區布道師，推廣開源芯片理念，持續為社區發展做工作。

開源芯片社區特色能力

開源項目展示技術交流

開源芯片社區為推動技術交流，為開源項目方提供了代碼管理、資源發布、新聞資訊發布的功能，可以讓社區用戶系統性查找項目學習發展資料，了解項目發展最新動態，并在平臺實現查看源代碼。

社區發展及社區成員動態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布宣傳。

定制化用戶成長機制

為了幫助更多社區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，讓用戶一站式系統性了解對應項目的技術體系發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展支持。

社區綜合發展

開源社區圍繞技術體系匯聚開源項目，統籌資源進行規模化活動推廣

將開源芯片項目推薦進入計算機學會開源發展委員會孵化項目體系

加入開源芯片社區

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

參考文章：包云崗，孫凝暉.開源芯片生態技術體系構建面臨的機遇與挑戰..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。

中國開放指令生態（RISC-V）聯盟（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發展為目標，以重點骨干企業、科研院所為主體，整合各方資源，建立產、學、研、用深度融合的聯盟，推動協同創新攻關，促進RISC-V相關開源技術的開發與共享，推廣相關技術和產品的應用，探索體制機制創新，推進RISC-V生態在國內的快速發展。

在2019年1月11日的聯盟大會上，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以及高校參會。大會先后向學術界和工業界杰出的項目和企業頒發了科教實踐獎、前沿芯片獎和生態貢獻獎，以鼓勵發展更多有影響力的RISC-V芯片項目。

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

聯盟秘書處聯絡人：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盟，共創開源芯片及開放指令生態的黃金時代！