2020年RISC-V十大事件，逆流而上的的开源架构

电子发烧友报道（文/周凯扬）整个半导体行业在2020年的开篇就遭受了重挫，上半年无论是研发、生产和还是出货都出现了较大的下滑。然而临近2020的尾声，回顾今年发生的各大事件，我们会发现RISC-V在今年鼓捣出的动静可不小。
 
本文收录了10大与RISC-V紧密相关的大事，从一个年度盘点的角度来看这个不受约束的开源框架为何在逆境下仍有如此大的能量。
 
RISC-V迎来十年生日
 
虽然RISC-V的诞生已经过去了10年时间，但随着这一架构在开源生态的通力完善下，直到近期才开始逐渐爆发其潜力。今年三月，RISC-V国际基金会正式在瑞士成立，也表达了这一架构开源开放的决心。全球范围内，RISC-V芯片（SoC、IP和FPGA）已经推出84款，覆盖了云端、移动、高性能运算和机器学习等31个产业。
 
RISC-V的市场也在持续扩张，Semico预计2025年全球市场的RISC-V核心数将达到624亿，其中工业应用将占据167亿颗核心。而根据Tractica预测，RISC-V的IP和软件工具市场也将在2025年达到10.7亿美元。
 
未来的存储控制器
 
大家可能有所不知，其实不少存储厂商都是RISC-V的忠实拥护者与推进者，这其中就包括希捷、西部数据这样的头部厂商。
 
希捷于近日公布了两款基于RSIC-V架构的内核，一款为实现高性能，另一款则用于面积优化。前者已经在机械硬盘中完成了功能认证，后者已经完成设计，尚在构建中。希捷的高性能内核与现有解决方案相比，将关键的硬盘工作负荷性能提高了三倍。而面积优化内核优化了封装面积，降低了功耗。
 
而西部数据也于今年五月中旬开源了自研的RISC-V SweRV内核EH2和EL2，EH2是全球首个双线程的商用RISC-V内核，性能达到了7.8 CoreMarks/MHz。不仅如此，西部数据计划将所有存储控制器都迁移到ROSC-V上来，无论是机械硬盘还是固态硬盘。
 
一生一芯
 
国科大于去年六月发起了“一生一芯”计划，组建了教学团队，带领五位本科生以流片为目标，打造RISC-V的SoC。
 
在四个月的高强度开发下，该计划终于在今年成功流片。测试验证过程中，该芯片已经可以实现稳定运行RT-Thread、Linux以及自己编写的国科大教学操作系统。
 
该芯片被命名为果壳（Nutshell），也是与国科大的“国科”同音。果壳芯片基于9级流水线顺序设计，运用了中芯国际的110nm工艺，测试性能达到1.49 CoreMarks / MHz。
 
中国科学院计算技术研究所研究员包云岗透露，第二期“一生一芯”计划已经于8月正式启动，参加人数增加至12位。与此同时，教学团队也将采用一种面向教学的SoC芯片架构，将平均流片成本从第一期的5万元降低至5000元。教学指导方案会在第二期计划结束后公布，供其他学校开设类似实践课程作参考。
 
增长迅速的蓝牙市场
 
RISC-V的另一大热门应用市场就是蓝牙。随着TWS的兴起，越来越多的厂商想从耳机芯片上来控制成本，紫光展锐就是其中之一。
 
紫光展锐的春藤5882芯片采用了PULP RISC-V CPU，最高主频达到197MHz。紫光展锐借助自主双耳专利技术实现全手机平台的支持，并支持蓝牙5.0双模，QCY于今年推出的百元下TWS耳机T1C就应用了这一芯片。
 
乐鑫也在今年发布了Wi-Fi+BLE 5.0的芯片ESP32-C3，该芯片搭载了RISC-V处理器，可以pin to pin兼容热门的ESP8266模组，非常适合以低成本进入蓝牙IoT应用市场，成为ESP8266的继任者。
 
中科蓝讯于今年4月推出了多维度的RISC-V蓝牙芯片BT889x系列，命名为“讯龙”芯片，分别面向主动降噪、立体声和多功能等市场。本月中科蓝讯还与声加科技联合发布了“讯龙二代”芯片，并集成声加科技的环境降噪算法，该系列芯片将于明年1月正式量产。
 
沁恒今年推出了三款RISC-V MCU，这其中就包括用于BLE 4.2的CH573。作为一款低功耗两级流水线的32位RISC-V MCU，CH573最低睡眠电流低至0.3uA，在5dm的发送功率下下通讯距离可达300米。
 
高性能IP
 
要想与ARM正面对标，就不能缺少高性能的RISC-V IP核。阿里巴巴旗下的平头哥在去年推出玄铁910后一时无两，而今年各大RISC-V IP厂商也不甘示弱，纷纷推出了自己的高性能RISC-V IP。
 
芯来在这个月初发布了900系列的RISC-V处理器IP，该系列IP均为9级流水线双发射架构，其中性能最高的UX900采用了64位架构，在台积电28HPC+工艺下主频可以达到1.5GHz，非常适合用于Linux、数据中心、网络设备和基带等对性能要求高的领域。
 
而赛昉科技也在同一月发布了天枢系列处理器，并称其为全球性能最高的RISC-V处理器内核。从参数上看，在12级流水线设计和台积电7nm的工艺下，该系列处理器可以达到3.5GHz的主频，Dhrystone测试结果为5.6 DMIPS/MHz。
 
相信RISC-V架构不断完善，并引入更加先进的工艺后，RISC-V也能达到与主流ARM相抗衡的水平。
 
开发工具
 
对于RISC-V这样的新生架构来说，开发者自然是最为重要的，而开发者最看重的东西就是开发工具。
 
SEGGER与今年9月宣布，新版本的RISC-V浮点库完全支持RV32E，极大减少了使用浮点的RISC-V应用程序的代码大小。今年12月，SEGGER为RISC-V版的Embedded Studio更新了Segger连接器。新的连接器可以将生成程序大小缩至85%，并简短连接时间，提供更详细的映射文件。
 
IAR的Embedded Workbench也在今年为多家厂商的RISC-V MCU和FPGA提供了支持和更新，比如为芯来和SiFive的RISC-V应用提供追踪调试功能等。
 
RISC-V上的安卓
 
中科院软件研究所下的程序语言与编译技术实验室（PLCT Lab）于今年8月中旬开始了一项特殊的移植工作，那就是通过RISC-V的官方GNU工具链交叉编译谷歌的安卓开源项目（AOSP）。
 
截止目前为止，该项目已经实现了Android 10的最小程度启动，运行在QEMU中模拟的64位RISC-V内核上。除此之外，仿生库的动态链接功能也已经移植完成，下一步是移植调整AOSP的Soong构建系统，用其编译仿生库和RISC-V的相关应用。
 
值得一提的是，PLCT Lab同样是RISC-V开源工具链的先驱，在今年7月份成功在RISC-V上跑通了V8的Hello World，也是全球首个将V8移植到RISC-V上的团队。
 
生态激励政策
 
很多厂商之所以弃用ARM转向RISC-V的原因就是高昂的授权费用，但这并不意味着RISC-V就不能走自己的商用授权模式。然而在RISC-V的发展初期，一些激励政策还是很重要的。
 
芯来早在2019年就推出了“一分钱计划”，推进RISC-V大规模商用，以近乎零成本的优势提供N201商用内核。今年芯来更是升级了“一分钱计划”，提供更优质的商用RISC-V处理器内核N101。参与者无需支付任何授权费用即可将该内核用于商业和非商业用途，只有在大规模量产时才收取每颗芯片1分钱的版税，或是做到版税全免。芯来还通过自己的“大学计划”输出全套开源教学平台，推动RISC-V的产学研生态发展。
 
赛昉科技也在今年5月发布了“满天芯”计划。国内注册企业可以免费获得赛昉的商用RISC-V处理器IP S2，还可以利用赛昉科技的CPU在线生成平台StarFive Core Designer进行自主定制，最后生成RTL下载。申请该计划的高级会员，还可以获得高级配置功能和技术支持。
 
新的开发硬件面世
 
ARM生态能够如此繁荣，也要归功于它那不断推陈出新的硬件。今年RISC-V阵营也派出了几员硬件大将，助力其开发验证。
 
10月30日，SiFive公布了一款PC级别的开发板HiFive Unmatched。该板卡搭载了SiFive的Freedom U740 SoC和16GB的DDR4内存，开发者也可以将其作为一块Mini-ITX的工业主板使用。Freedom U740是一款双发射的多核64位处理器，适合用于高性能的Linux开发。
 
Microchip也在今年推出了PolarFire SoC Icicle开发板，这是一块低成本的RISC-V FPGA开发平台。该板卡搭载了一个5核SoC，其中四核采用了SiFive的U54内核，余下一核为SiFive的E51内核。PolarFire不仅支持Linux和实时应用程序，也适合成像、人工智能和IoT等应用。
 
积极涌入的投资
 
尽管RISC-V站在了巨人的肩膀上，可以规避不少其他架构犯下的错误，但对不少公司来说，RISC-V依然是一块不敢踏足的土壤。以新架构来打造新产品，在研发、推广和开辟供应链上烧的钱可不是一笔小数目，好在资金的投入给了这些企业不小的信心。
 
SiFive就在今年8月的E轮融资中获得了6100万美元的投资，该轮融资由SK海力士主导，西部数据、高通和Intel等原有股东也追加了投资。
 
芯来早在今年8月已经完成了一次战略融资，如今又在本周完成了新一轮融资，由天际资本领投，中关村芯创集成电路基金等跟投，老股东小米长江产业基金等也在此轮融资中继续追投。
 
除了商业融资之外，不少研发计划也在拨动资金支持RISC-V的发展。比如位于捷克的Codasip，该公司因为RISC-V处理器的开发，收到了欧盟地平线2020研究和创新计划的资助。
 
结语
 
不得不说，许多产业今年都面临着惨淡的光景，但RISC-V依然保持着极大的冲劲，而这股冲劲还是出于一个相对年轻的新兴产业。这足以说明这一新架构无穷的潜力，在产学研缺乏创新的当下，RISC-V必将为半导体行业带来焕然一新的面貌。

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