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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机器之心报道

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。
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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。

这是平头哥在玄铁 910、无剑 SoC、含光 800 之后的又一重要发布。
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. |( ]! V% i0 r7 w) c! j8 x# b( D; bMCU 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。
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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。

项目链接：https://github.com/T-head-Semi/wujian100_open
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MCU 芯片设计平台在 GitHub 的源代码页面
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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。

/ X& ^' j8 S0 E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。

  a0 a, o- d) a6 i/ }6 n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。
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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。
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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。

2 Y- o6 i' @7 v/ p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：

1、什么是 MCU？
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, V3 h  k4 q3 T' X$ `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。

! l4 v8 ^. D! o. g0 tMCU 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。

9 ?! L- R' k, O" D; O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。
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9 r2 W0 w1 q* N4 q' W' X8 @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。
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3 J( D4 l5 d$ l7 {7 Z& ^. z" ?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。

) \  F; w% q( p/ l  P6 B4 P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。


9 z' j: m1 p3 T2 B& L# w& G( Y8 v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。
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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。
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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 B- V  N9 H$ S/ w4 HMCU 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。

9 k% S& y; @( z; o; A  {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。

4、MCU 平台能给用户创造什么价值？
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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 a& v% G" y/ t6 w: |0 JAIoT 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。

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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9 i* u6 C# J6 Z! R4 O4 l* o% f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。

1 L! i# K$ A, V4 v5 h6 K5、MCU 开源代码在哪可以看到？

2 ~8 ~: r# c0 Y+ e. C8 eMCU 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

6、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？
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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。

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。

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。

+ H, s# B/ M, v8 o9 @- t  U$ n! e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？
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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。

/ j5 q' ~! A7 e, B所有用户都可在开源平台进行 IP 和芯片的开发验证。

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。
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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：

• 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。
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• 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。
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• 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。
  

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5 r- @8 r) k, G/ Z) Y7 U6 ^8、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。
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来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1571727604&ver=1927&signature=fJrBrjhrc6-bNgy*wUuY1oHLT8n41edqCqDAtGizw2MMnPqD-JtYKRNnSSRG6z4rvSNLBhk5uLDFjlq7np5cyS-1YSX5RHYV3GTFAjwkNqd45WwASPCRDj7QppIcnjVR&new=1
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