“香山”高性能開源RISC-V處理器由北京開源芯片研究院開發(fā)，迅速成為RISC-V生態(tài)社區(qū)的創(chuàng)新引領(lǐng)者。香山項(xiàng)目旨在推動(dòng)中國高性能開源處理器的發(fā)展，借助RISC-V指令集架構(gòu)（ISA），香山已開發(fā)了三代處理器，并在RISC-V社區(qū)內(nèi)獲得了廣泛認(rèn)可和尊重。其創(chuàng)新設(shè)計(jì)和高性能表現(xiàn)使其成為高性能RISC-V實(shí)現(xiàn)的參考設(shè)計(jì)，在多個(gè)國際頂級(jí)峰會(huì)上獲得多項(xiàng)榮譽(yù)。

合見工軟與開芯院緊密合作，在第二代“南湖”及第三代”昆明湖”處理器開發(fā)和軟件生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化中，成功應(yīng)用了合見工軟的全場(chǎng)景驗(yàn)證硬件系統(tǒng)UVHS，顯著提升了開發(fā)效率。

?自動(dòng)分割技術(shù)和時(shí)鐘轉(zhuǎn)換技術(shù)簡(jiǎn)化平臺(tái)移植成本： “香山”處理器的靈活擴(kuò)展性需要將大的多核設(shè)計(jì)能夠分割到多片F(xiàn)PGA上。UVHS的自動(dòng)分割技術(shù)將整個(gè)過程完全自動(dòng)化，同時(shí)其強(qiáng)大的時(shí)鐘轉(zhuǎn)換引擎可自動(dòng)處理設(shè)計(jì)內(nèi)多路異步時(shí)鐘，大幅簡(jiǎn)化了工程師的手動(dòng)工作，更容易將ASIC風(fēng)格的RISC-V RTL代碼快速遷移到FPGA平臺(tái)，“香山”的雙核RTL代碼導(dǎo)入時(shí)僅用不到一周時(shí)間即實(shí)現(xiàn)了UVHS上的Linux OS啟動(dòng)。

?高運(yùn)行性能顯著縮短軟件運(yùn)行時(shí)間：基于Xilinx新型FPGA平臺(tái)，UVHS系統(tǒng)全局時(shí)序驅(qū)動(dòng)的智能自動(dòng)分割技術(shù)可以將運(yùn)行性能推至更高，從而得以以更高的效率來優(yōu)化軟件開發(fā)的項(xiàng)目周期。

?豐富的調(diào)試手段：UVHS系統(tǒng)支持UHD無限深度波形調(diào)試、觸發(fā)、異步寄存器讀回等功能，類似仿真方式的波形調(diào)試功能，顯著提高了調(diào)試效率和問題定位能力。DDR及SRAM后門訪問也較大程度增加用戶調(diào)試的便利性。

同時(shí)，UVHS大系統(tǒng)級(jí)聯(lián)最多可以級(jí)聯(lián)上百億邏輯門的規(guī)模。目前已經(jīng)在多家商用客戶處成功部署，實(shí)現(xiàn)了最大160片VU19P FPGA的級(jí)聯(lián)，滿足HPC超大系統(tǒng)規(guī)模驗(yàn)證的需求，對(duì)香山未來的RISC-V大型系統(tǒng)擴(kuò)展可提供可靠的技術(shù)支撐。
另一方面，UVHS配備了豐富的高速接口和存儲(chǔ)模型方案，支持PCIe Gen5、MIPI CSI2/DSI2、Ethernet 1G-800G等多種速率適配器方案，以及DDR5、DDR4、LPDDR5、LPDDR4、HBM3等存儲(chǔ)模型，能幫助RISC-V生態(tài)的用戶快速搭建完整的驗(yàn)證場(chǎng)景。

合見工軟公司副總裁吳曉忠表示：“香山處理器在推動(dòng)RISC-V生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展方面做出了重要的創(chuàng)新貢獻(xiàn)。我們非常自豪能通過UVHS硬件加速平臺(tái)支持開芯院，幫助他們加速項(xiàng)目開發(fā)并提升設(shè)計(jì)穩(wěn)定性。UVHS是一款創(chuàng)新的高性能、大容量全場(chǎng)景驗(yàn)證硬件加速平臺(tái)，專為應(yīng)對(duì)當(dāng)今復(fù)雜多樣的SoC軟硬件驗(yàn)證任務(wù)而設(shè)計(jì)。基于我們?cè)诙嗉铱蛻舸笮酒?xiàng)目中的成功部署經(jīng)驗(yàn)，我們期待繼續(xù)助力香山處理器在大系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)上更加高效地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目收斂，同時(shí)與香山共同為RISC-V生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)生產(chǎn)力工具?！?/p>

未來方向和創(chuàng)新

合見工軟與開芯院“香山”項(xiàng)目的合作標(biāo)志著RISC-V生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)重要里程碑。通過結(jié)合“香山”創(chuàng)新處理器設(shè)計(jì)與合見工軟的先進(jìn)驗(yàn)證技術(shù)，可以加速高性能開源RISC-V處理器的開發(fā)。同時(shí)，合見工軟與開芯院的合作也將進(jìn)一步推動(dòng)RISC-V生態(tài)系統(tǒng)中的創(chuàng)新：

-多核大型處理器驗(yàn)證

隨著RISC-V處理器的多核規(guī)模和復(fù)雜性的增加，多個(gè)核心之間的交互和一致性問題變得更加復(fù)雜，包括內(nèi)存一致性和緩存一致性等問題。驗(yàn)證工具和方法需要能夠同步執(zhí)行多個(gè)核心的操作，并對(duì)比預(yù)期結(jié)果，以確保多核系統(tǒng)在各種情況下的正確性和性能。合見工軟將進(jìn)一步與開芯院在此方面保持深入技術(shù)合作。

-CPU調(diào)試工具

隨著“香山”推動(dòng)RISC-V性能的極限，設(shè)計(jì)驗(yàn)證的復(fù)雜性呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。確保高級(jí)功能（如亂序執(zhí)行、推測(cè)執(zhí)行和復(fù)雜緩存層次結(jié)構(gòu)）的正確性需要復(fù)雜的驗(yàn)證方法和工具。通用便捷的處理器調(diào)試工具，可以對(duì)從單核到多核系統(tǒng)的所有階段進(jìn)行全面的分析、優(yōu)化和驗(yàn)證，也可以推動(dòng)整個(gè)生態(tài)的技術(shù)與效率革新。依靠其它CPU生態(tài)領(lǐng)域開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，合見工軟會(huì)在RISC-V領(lǐng)域與開芯院探索開發(fā)新的工具。

-性能測(cè)試及優(yōu)化

為了實(shí)現(xiàn)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的性能水平，必須不斷優(yōu)化處理器的微架構(gòu)、總線架構(gòu)和存儲(chǔ)性能。整個(gè)過程需要在各種工作負(fù)載和使用場(chǎng)景下進(jìn)行廣泛的測(cè)試和驗(yàn)證，以確保處理器系統(tǒng)在不同條件下都能穩(wěn)定高效運(yùn)行。合見工軟所提供的硬件平臺(tái)驗(yàn)證解決方案，可以覆蓋常見應(yīng)用場(chǎng)景的測(cè)試和驗(yàn)證，同時(shí)應(yīng)對(duì)極端和非預(yù)期的操作條件，以確保處理器的魯棒性和可靠性。

-生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展

合見工軟與“香山”合作的成功將吸引更多合作伙伴加入RISC-V生態(tài)系統(tǒng)。通過建立強(qiáng)大的支持生態(tài)系統(tǒng)，包括本地化文檔、開發(fā)者門戶和應(yīng)用示例，能夠促進(jìn)RISC-V在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和創(chuàng)新。通過這些優(yōu)化和改正，更加準(zhǔn)確地反映了當(dāng)前多核處理器設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的復(fù)雜性以及所需的工具和方法。

關(guān)于合見工軟

上海合見工業(yè)軟件集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱“合見工軟”）作為自主創(chuàng)新的高性能工業(yè)軟件及解決方案提供商，以EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，Electronic Design Automation）領(lǐng)域?yàn)槭紫韧黄品较颍铝τ趲椭雽?dǎo)體芯片企業(yè)解決在創(chuàng)新與發(fā)展過程中所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和關(guān)鍵問題，并成為他們值得信賴的合作伙伴。

關(guān)于北京開源芯片研究院

近年來，RISC-V快速發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)前國際科技競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。為提升我國集成電路設(shè)計(jì)水平，建設(shè)與國際開源社區(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)起成立北京開源芯片研究院。研究院以開源開放凝聚產(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)。

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