中国开放指令生态（RISC-V）联盟：开放指令集与开源芯片发展报告（2019年2月）

RVA 中国开放指令生态(RSCV联盟 China risc-v alliance 开放指令集与开源芯片 发展报告 中国开放指令生态(R|SC-V)联盟 2019年2月

开放指令集与开源芯片 发展报告 中国开放指令生态（RISC-V）联盟 2019 年 2 月

版本修改历史 发布时间 版本号 内容修改 2019.1.11 v1p0该版本为基础版本,主要内容如下 1)介绍了开源芯片的兴起,以及RISC-V和 MIPS等开放生态现状; 2)分析了芯片设计流程、敏捷芯片开发等 开源芯片的发展现状; 3)总结了国内外学术界、工业界的开源芯 片的发展动态; 4)展望了开源芯片面临的机遇和挑战。 2019.2.22 vlpl 1)增加5.8小节, Designless设计模式 2)增加部分引用 3)修正部分文字错误

版本修改历史 发布时间 版本号 内容修改 2019.1.11 v1p0 该版本为基础版本，主要内容如下： 1）介绍了开源芯片的兴起，以及 RISC-V 和 MIPS 等开放生态现状； 2）分析了芯片设计流程、敏捷芯片开发等 开源芯片的发展现状； 3）总结了国内外学术界、工业界的开源芯 片的发展动态； 4）展望了开源芯片面临的机遇和挑战。 2019.2.22 v1p1 1）增加 5.8 小节，Designless 设计模式； 2）增加部分引用； 3）修正部分文字错误

目录 联盟介绍 1前言 133 11背景 12内容概述 2开放指令集与开源芯片的兴起 2.1芯片设计高门槛现状 22传统芯片设计模式 2.3开源软件的启示 24开放指令集与开源芯片趋势. 556688 2.5开源芯片的意义与可行性 3RSCV开放指令集生态现状 11 31RSCV起源 11 32RsC-V指令集特点 33RSCV基金会 34RSC-V研讨会/峰会 35RsC-V软硬件生态 36RSCV在中国的发展 361中国企业 36.2中国的研究… 363中国的教育 364中国联盟与组织 37RSCV相关资源信息 371教材资料 37.2社区动态 3.7.3国际项目 4MPS开放生态现状 41MPS开放计划介绍 42MPS指令集发展历史及MPS公司主要产品 4.21MPS指令集发展历史 4.22MPs公司主要产品

目 录 联盟介绍......................................................................................................................................... 1 1 前言......................................................................................................................................... 3 1.1 背景 .............................................................................................................................................. 3 1.2 内容概述..................................................................................................................................... 4 2 开放指令集与开源芯片的兴起........................................................................................... 5 2.1 芯片设计高门槛现状.............................................................................................................. 5 2.2 传统芯片设计模式................................................................................................................... 6 2.3 开源软件的启示 ....................................................................................................................... 6 2.4 开放指令集与开源芯片趋势................................................................................................. 8 2.5 开源芯片的意义与可行性..................................................................................................... 8 3 RISC-V 开放指令集生态现状........................................................................................... 11 3.1 RISC-V 起源.............................................................................................................................11 3.2 RISC-V 指令集特点 ...............................................................................................................12 3.3 RISC-V 基金会.........................................................................................................................14 3.4 RISC-V 研讨会/峰会.............................................................................................................16 3.5 RISC-V 软硬件生态 ...............................................................................................................18 3.6 RISC-V 在中国的发展...........................................................................................................20 3.6.1 中国企业.........................................................................................................................20 3.6.2 中国的研究.....................................................................................................................22 3.6.3 中国的教育.....................................................................................................................23 3.6.4 中国联盟与组织 ...........................................................................................................23 3.7 RISC-V 相关资源信息...........................................................................................................24 3.7.1 教材资料.........................................................................................................................24 3.7.2 社区动态.........................................................................................................................25 3.7.3 国际项目.........................................................................................................................25 4 MIPS 开放生态现状 ........................................................................................................... 27 4.1 MIPS 开放计划介绍...............................................................................................................27 4.2 MIPS 指令集发展历史及 MIPS 公司主要产品..............................................................27 4.2.1 MIPS 指令集发展历史................................................................................................27 4.2.2 MIPS 公司主要产品.....................................................................................................29

43MPS开放计划特点 44MPS开放计划与RSCV开源计划对比… 45芯片商业模式对比 5开源芯片发展现状 51芯片设计流程 511芯片前端设计流程.… 51.2芯片后端设计流程 52以往开源芯片现状与分析 53开源|P 54开源工具链… 55开源芯片“死结”与突破口 56芯片敏捷开发 57敏捷开发案例 57.1 Chisel与 Verilog编码效率对比 57.2 Chisel与 Verilog编码质量对比 5. signless设计模式 51 6业界动态… 61RSCV代表性企业与产品 62MPS代表性企业与产品 621MPS处理器的应用领域 622MPS指令集在中国的发展现状 7各国战略计划与项目部署 7.1美国 72欧洲…… 7.3印度… 74以色列 8挑战、机遇与未来发展方向 57 81面临挑战 82机遇… 83未来发展方向 9总结 59 致谢

4.3 MIPS 开放计划特点...............................................................................................................30 4.4 MIPS 开放计划与 RISC-V 开源计划对比........................................................................31 4.5 芯片商业模式对比.................................................................................................................31 5 开源芯片发展现状.............................................................................................................. 33 5.1 芯片设计流程..........................................................................................................................33 5.1.1 芯片前端设计流程.......................................................................................................33 5.1.2 芯片后端设计流程.......................................................................................................35 5.2 以往开源芯片现状与分析...................................................................................................35 5.3 开源 IP........................................................................................................................................36 5.4 开源工具链...............................................................................................................................40 5.5 开源芯片“死结”与突破口...............................................................................................41 5.6 芯片敏捷开发..........................................................................................................................42 5.7 敏捷开发案例..........................................................................................................................46 5.7.1 Chisel 与 Verilog 编码效率对比..............................................................................46 5.7.2 Chisel 与 Verilog 编码质量对比..............................................................................48 5.8 Designless 设计模式 .............................................................................................................51 6 业界动态 .............................................................................................................................. 53 6.1 RISC-V 代表性企业与产品..................................................................................................53 6.2 MIPS 代表性企业与产品......................................................................................................53 6.2.1 MIPS 处理器的应用领域............................................................................................53 6.2.2 MIPS 指令集在中国的发展现状..............................................................................54 7 各国战略计划与项目部署 ................................................................................................. 55 7.1 美国 ............................................................................................................................................55 7.2 欧洲 ............................................................................................................................................55 7.3 印度 ............................................................................................................................................55 7.4 以色列........................................................................................................................................55 8 挑战、机遇与未来发展方向............................................................................................. 57 8.1 面临挑战...................................................................................................................................57 8.2 机遇 ............................................................................................................................................57 8.3 未来发展方向..........................................................................................................................58 9 总结....................................................................................................................................... 59 致谢............................................................................................................................................... 61

联盟介绍 中国开放指令生态(RISC-V)联盟于2018年11月8日乌镇世界互联网大 会正式成立,旨在以开放指令集RISC-V为抓手,联合各界推动开源芯片生态的 建立与发展。联盟现状(截至2019年1月,详情请访问http://crva.io): 、指导单位 中央网信办信息化发展局 工信部信息化和软件服务业司 中科院科技促进发展局 二、咨询委员会专家(按拼音序,下同) 方之熙( RISC-V基金会中国顾问委员会主席) 卢山(中国电子信息产业发展研究院院长) 孙凝晖(中国科学院计算技术研究所所长) 涂强(长虹北美研发中心总经理) 严晓浪(浙江大学教授) 叶甜春(中国科学院微电子所所长) 三、依托单位 理事长(单位):倪光南院士(中国科学院计算技术研究所) 常务副理事长单位:中国电子信息产业发展研究院 四、副理事长单位 北京百度网讯科技有限公司 北京大学 北京紫光展锐科技有限公司 杭州中天微系统有限公司 华为技术有限公司 清华大学 四川长虹电器股份有限公司 腾讯科技股份有限公司 中国科学院微电子研究所

1 联盟介绍 中国开放指令生态（RISC-V）联盟于 2018 年 11 月 8 日乌镇世界互联网大 会正式成立，旨在以开放指令集 RISC-V 为抓手，联合各界推动开源芯片生态的 建立与发展。联盟现状（截至 2019 年 1 月，详情请访问 http://crva.io）： 一、指导单位 中央网信办信息化发展局 工信部信息化和软件服务业司 中科院科技促进发展局 二、咨询委员会专家（按拼音序，下同） 方之熙（RISC-V 基金会中国顾问委员会主席） 卢 山（中国电子信息产业发展研究院院长） 孙凝晖（中国科学院计算技术研究所所长） 涂 强（长虹北美研发中心总经理） 严晓浪（浙江大学教授） 叶甜春（中国科学院微电子所所长） 三、依托单位 理事长（单位）： 倪光南院士（中国科学院计算技术研究所） 常务副理事长单位：中国电子信息产业发展研究院 四、副理事长单位 北京百度网讯科技有限公司 北京大学 北京紫光展锐科技有限公司 杭州中天微系统有限公司 华为技术有限公司 清华大学 四川长虹电器股份有限公司 腾讯科技股份有限公司 中国科学院微电子研究所