原文作者： Challey 

本文来源：电子工程专辑

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　　RISC-V由于其开放性，有望成为全球最有前景的处理器设计架构。当前，RISC-V已经成为了一条竞争激烈的赛道，在其中，既有阿里、Intel等巨头的深度参与自研，也有企业提供定制平台，还有中小企业在其中“裸泳”。现在的RISC-V有点类似于当年谷歌刚刚推出安卓时的境况：有深入研发的，有试水的，有押宝的;有做平台的，有做专用的，也有做通用的……RISC-V的上下游厂商如何在这条未来极有可能火爆的赛道上找到自己的成功之路呢?

　　NimbleAI

　　今年4 月底，一个叫做NimbleAI的项目出现在人们的视线中。

　　NimbleAI的灵感来自于眼睛对光线的探测和大脑对视觉信息处理的新机器视觉和智能技术，以其对资源和算力的节省以及更低的延迟而广受关注。

　　NimbleAI将创建一种完整的神经形态架构，赋能终端设备有效准确地运行和多样化的计算机视觉算法。目前这些应用设备通常在资源和面积上受到限制，典型的应用领域包括手持和电池供电的医疗成像设备、自动驾驶车辆智能显示器、可穿戴的眼球追踪眼镜等等。

　　因而，NimbleAI吸引了众多的目光。

　　事实上，NimbleAI是欧盟于2022 年底启动的一个旨在实现神经形态视觉的项目。这一项目为期 3 年，有来自欧盟和英国的商业组织和学术界的合作伙伴共同参与研发，但计划投资只有 1000 万欧元。

　　欧盟NimbleAI项目的部分成员(图片来源：NimbleAI)

　　然而，在动辄需要上万张高性能GPU和巨量存储的GPT人工智能时代，1000万欧元的投入是远远不够的。因此，也是NimbleAI的初衷，计划设计一种神经形态视觉传感和处理的3D集成芯片来完成它。

　　这个AI 3D集成芯片最终选择采用RISC-V架构来定制，Codasip成为项目组的重要参与者之一，并提供可定制的IP核、设计工具以及与合作伙伴(CEA,Menta)协作的产品和工具。

　　Codasip在该项目中积极探索RISC-V ISA在内存加速器中的扩展，这些加速器由合作伙伴CEA提供。定制的RISC-V处理提高了神经形态芯片的性能并降低功耗。项目选用Codasip Studio工具和CodAL架构描述语言进行设计，之后由Codasip开发的RISC-V内核映射到Menta SAS的嵌入式FPGA(eFPGA)模块上。

　　NimbleAI应该是RISC-V业界第一个在高端神经形态领域开发芯片的项目。

　　Codasip之所以能够在基于RISC-V架构之上设计、开发AI 3D集成芯片，与其较为深厚的RISC-V设计功底和长期积累的技术有关。

　　Codasip

　　笔者Challey了解到，Codasip(科达希普)是在布尔诺科技大学经过 10 年的研究后于2014年成立，是RSIC-V基金会(2015年成立)的创始成员，开发了市场上第一个商用 RISC-V 处理器 IP。

　　Codasip专注于RISC-V处理器定制化和处理器设计自动化技术的供应商，在行业中展现出了许多特色、优势和独特之处。无论是嵌入式MC，还是应用CPU，Codasip不仅开发了一系列的RISC-V处理器，而且这些处理器还经过了一流的验证和量产，所有IP产品完全符合RISC-V开放标准。目前已经出货了数十亿RISC-V芯片。

　　其中Codasip L31 可定制 RISC-V 内核赢得了微控制器、微处理器和 IP 类别的最佳展示奖。

　　L31 IP

　　L31 IP是一款专为低功耗应用设计的RISC-V处理器IP核。它具有高度的灵活性和可定制性，能够根据应用需求进行优化。这款适用于智能设备的中端32位 RISC-V CPU，作为低功耗，通用嵌入式RISC-V CPU，是性能和能耗平衡中的理想之选。无论是物联网设备、工业和汽车控制，还是作为大型系统中的深度嵌入式内核，这个多用途的 CPU 将本地处理能力带入了一个紧凑的区域。同时L31/L31F跟所有的Codasip处理器 IP 一样，均可通过Codasip Studio轻松实现定制，通过添加新指令以提高系统效率。值得一提的是所有的Codasip处理器都是在Codasip Studio中利用独特的CodAL架构语言设计完成，并可轻松实现定制，协助客户充分解锁RISC-V的潜力并最终实现目标。

　　Codasip Studio

　　Codasip独有的Codasip Studio工具，是一种用于RISC-V处理器开发的综合工具套件，用于快速方便地设计或修改处理器。它为处理器设计师提供了一个可视化的开发环境，使他们能够快速创建、验证和部署定制化的RISC-V处理器。Codasip Studio还提供了高级调试和性能分析工具，帮助开发者优化和调试他们的处理器设计。作为一种独特的自动化工具， Codasip Studio与Codasip自有的高级架构描述语言CodAL协同工作，该语言用于设计ISA和微架构。无论是修改现有的Codasip RISC-V设计还是从零开始创建一个全新处理器?Codasip Studio和CodAL都能自动生成需要的一切工具，为最终产品做好准备。

　　差异化思路

　　在当今技术市场，差异化产品是重中之重，也是成功与失败之间的区别。而在芯片设计中，这种差异更是微乎其微。随着晶体管成本的持续增加，开发人员已不能再依靠半导体扩展和传统处理器来实现目标，而唯一的出路是通过为应用量身定做的设计来实现定制计算。

　　Codasip通过开放的RISC-V ISA、Codasip Studio处理器设计自动化与高品质的处理器IP相结合，为客户提供定制计算。这种创新方法能够轻松实现定制和差异化设计，从而开发出高性能的、改变游戏规则的产品，实现真正意义上的转型。

　　通过差异化设计，提供开放的RISC-V设计平台，这正是Codasip的运作模式和思路。

　　在RISC-V芯片设计如火如荼并充满竞争的今天，不像巨头那样投入重金，却能够开辟出一条独特的道路，实属不易。为此，笔者联系了Codasip的CTO Zdeněk P?ikryl进行了交流。

　　Codasip 的RISC-V差异化定制之路

　　RISC-V于2010年诞生于美国伯克利大学的，是一种指令集标准，也是设计处理器芯片的基础。2014年，RISC-V，还没有现在这么被广泛的使用和蓬勃的发展，甚至RISC-V基金会还没有成立。处理器行业只有少数的研究机构在使用，商业用途刚刚萌芽。

　　而这时，Codasip成立了。

　　在问到Codasip成立的初衷时，CTO Zdeněk P?ikryl 说：“Codasip成立的初衷是为了提供定制化的处理器设计解决方案，帮助客户满足不断变化的处理器需求。传统处理器设计方法有着很大的局限性，需要大量的时间和资源，并且缺乏灵活性和可定制性。因此，Codasip决定寻找一种更先进、更灵活的处理器设计方法。”

　　在2014年，RISC-V尚未像现在这样被广泛使用和发展。然而，Codasip的创始人们对于开源指令集架构的潜力和影响力有着清晰的认识。开源的指令集架构能够为处理器设计带来更大的灵活性、可定制性和可扩展性，同时降低了设计的成本和时间。RISC-V正好符合这些要求，因为它是一种开放的、可定制的指令集架构，可以满足不同应用领域的需求。

　　Codasip在早期就看到了RISC-V的潜力，并意识到它将成为未来处理器设计的重要趋势。而此时投身于RISC-V生态系统的发展，并为客户提供基于RISC-V的定制化处理器设计解决方案。

　　在经过早期的探索和积累后，Codasip取得了成功，“近年来，通过与RISC-V生态系统的紧密合作和贡献，Codasip已经成为了RISC-V社区中的重要参与者，并在这个快速发展的领域中取得了成功。” Zdeněk P?ikryl表示。

　　但是，如前所述，RISC-V发展到今天，还仅仅呈现出Android刚推出时的情况：通用的，专用的，自研的，平台的……各种模式纷纭杂沓，虽然有的取得了一定的成果，但要在市场上做成一个鲜明的、独特的，达到一定规模效应的却很少。而Codasip却在这种境况的早期就坚持一个目标和方向，打造成一个具有差异化的可定制的开放的RISC-V处理器设计平台。

　　对此，Zdeněk P?ikryl表示：“Codasip的目标是成为全球领先的RISC-V处理器设计和定制计算解决方案提供商，并通过自身努力，推动RISC-V生态系统的不断发展和创新。我们将继续致力于为客户提供灵活、高性能、低功耗的处理器设计，满足不同应用领域的需求。Codasip希望将自己打造成一个综合性的平台，提供从处理器设计到验证、定制和部署的端到端解决方案，协助客户在最短的时间内设计和生产出高质量的定制化处理器，并降低设计风险和成本，为客户提供高质量、定制化的处理器设计解决方案，并成为RISC-V领域的首选合作伙伴。通过持续创新和提供卓越的技术支持，继续致力于推动RISC-V的广泛应用和发展，为客户带来更大的价值和竞争优势。”

　　然而，任何事物的过程都不是一帆风顺的，特别是在高端的处理器芯片设计领域，在一个还没有被广泛使用，甚至还不被大多数客户接受的第三方架构的硬件设计开发上。

　　Codasip的发展过程注定也是坎坷的。

　　在过去的九年里，Codasip确实面临了一些挑战和艰难的处境。

　　在与笔者的交流中，Zdeněk P?ikryl 说道：“首先在RISC-V技术还未被行业广泛认知和接受之前，初始阶段的技术推广确实存在困难。我们也花费了大量的时间和精力来教育市场，充分展示RISC-V的潜力和优势，并最终获得了认可。”

　　强调差异化

　　Zdeněk P?ikryl 表示，“然后，强调竞争与差异化。在处理器设计行业，存在着激烈的竞争。Codasip需要找到自己的差异化优势，使其产品和解决方案与其他竞争对手区分开来。对此我们投入了大量的研发和创新，除了捷克研发总部之外，先后在法国，英国，西班牙和希腊等地开设设计中心，不断完善产品和技术，以提供独特、高性能的处理器设计，服务于行业和社会。”

　　在处理器验证还未被行业所启用之前，Codasip就成立了专门的验证部门，通过一系列独有的验证手段和方法，对所有Codasip的RISC-V处理器产品进行充分验证，以确保其可靠品质。因为Codasip对于验证之重要开了先河，并不断促使行业加强对RISC-V处理器IP品质的重视，才使得今天的RISC-V行业对验证环节的严苛要求。

　　可见，差异化是Codasip坚持的研发和市场策略。

　　定制计算成就定制化处理器

　　Codasip专注于为客户提供定制化的RISC-V处理器解决方案。Codasip的产品和技术允许用户根据应用需求进行灵活的处理器设计，根据实际应用针对不同工作负载调整设计，并提供丰富的工具和支持，使开发过程更加高效。通过将模块化RISC-V指令集架构的潜力与定制计算解决方案相结合，有效实现定制化处理器。并可定制现有IP来创建特定应用的处理器，可以大大减少设计流程和上市时间。

　　生态建设

　　“此外，建立合作伙伴关系也很重要。在供应链和生态系统建设方面，Codasip需要与其他公司和组织建立合作伙伴关系，以确保他们的解决方案能够无缝地集成到整个系统中，而实现这一点需要同芯片制造商、工具提供商和软件开发商等不同类型的合作伙伴进行密切合作。” Zdeněk P?ikryl 表示。

　　Codasip充分利用了 RISC-V 生态系统的优势。其所有的处理器 IP 兼容 RISC-V 标准，能够与其他 RISC-V 生态系统中的工具和软件进行集成和兼容。这种与生态系统的紧密合作使得 Codasip 的产品具有更广泛的适用性和兼容性。

　　同时，Codasip 提供了从处理器设计到软件工具链的全面解决方案，为客户提供开发和调试的一体化环境。这种全面的解决方案大大简化了客户的开发流程，并全面提高了开发效率。

　　Codasip的设计工具和方法使得客户能够灵活地进行处理器设计和优化。成熟的自动化工具支持各种不同的设计风格和流程，包括自定义指令扩展、微架构优化等。这种设计灵活性使得客户能够根据应用需求完成高度优化的处理器设计。

　　在面对RISC-V发展过程中的挑战和困难时，Codasip采取了一系列关键的策略和做法。其中投资于研发和创新是重中之重，强调差异化使其在RISC-V厂商中快速出圈，定制计算成就了其定制化处理器能力。同时，通过不断的投资，确保其产品和技术保持领先地位。另外与行业伙伴建立密切合作关系，投资于RISC-V相关教育也是其一贯宗旨。伙伴合作关系有助于共同推动RISC-V生态的长足发展，通过Codasip Labs和大学计划等项目，致力于培养下一代具有开拓创新精神的开发者。

　　对一个高端芯片设计行业企业，工程师们关心最多的应该是其高端人才和工程师文化。

　　创新与开放的工程师文化

　　对此，笔者Challey与Codasip内部人员进行了交流沟通。

　　其中，首席IP架构师Tariq Kurd引起了我们的关注。

　　Tariq Kurd毕业于英国伦敦的布鲁内尔(Brunel)大学。自1999年以来都在从事CPU设计工作，至今已有24年的丰富经验。20多年来深耕于不同的CPU微架构(单问题、多线程、失序、DSP、VLIW)和包括RISC-V，ARM在内的不同专有架构。

　　最近几年来，在RISC-V中非常活跃，并于2022年荣获RISC-V国际基金会RISC-V特别贡献奖，同时也担任代码简化任务组和Zfinx任务组的主席，迄今为止已经成功地批准了两个扩展结果，Zfinx (共享整数寄存器进行浮点计算) 和Zc(减少代码大小)。

　　注：代码简化任务组( Code Size Reduction Task Group )和Zfinx任务组为RISC-V国际基金会下的两个任务组织，前者旨在于开发代码长度简化的整体解决方案，使RISC-V与现有的嵌入式内核架构相比更具竞争力。后者旨在于通过共享浮点和整数寄存器以节省面积和减少上下文切换时间。

　　而Tariq Kurd也很谦虚，在交流中，他说道：“作为一名普通的工程师，不断实现技术创新，以客户为本并积极参与RISC-V行业生态建设是我们最引以为荣的使命。我在2022年2月离开原公司(国内芯片顶级研发大厂)，加入Codasip，担任失序应用内核项目的首席架构师。并在3个月内，被提升为Codasip 首席IP架构师。”

　　“在为Codasip工作之前，我很少与客户或开发团队以外的其他利益相关者接触。晋升后对我来说，巨大的不同是与客户的接触。我是CPU IP的技术联系，所以需要经常与客户直接对话，探讨客户的诉求，并如何将这些诉求与Codasip的现有产品相匹配，并利用这些诉求来塑造未来产品。而我的角色从与客户交谈，到定义应用类CPU内核的架构和微架构，以及一直到非常精细的底层细节。而这样的角色，在一个工作职能内拥有如此广泛的范围是不寻常的。然而就是这样的职能范围，为我和团队的工作提供了无可比拟的多样化环境，而与终端客户建立起的直接联系，使得研发技术团队更好的直接了解客户的需求，并将这些需求优化到产品升级中，以便更好地为客户服务。在这样的生态循环中积累的工作经验和技术指标，终将使我受益终生。“

　　Codasip有着深厚的科研背景。多年来从一个初创企业发展到行业前三，通过独一无二的Codasip Studio自动化工具和CodAL语言，以及成熟的RISC-V IP,已经成功实现在数十亿颗芯片中布局。不断成熟的企业促使不断成熟的企业文化的形成。通过多方交流沟通，笔者发现Codasip的工程师文化主要体现在以下几个方面：

　　创新和追求卓越：Codasip向来鼓励创新和追求卓越。通过积极寻求新的技术突破和解决方案，并不断推动处理器设计领域的前沿。

　　跨学科协作精神：Codasip历来强调团队协作，并通过跨学科团队中合作，共同解决技术问题，并与全行业共享知识和经验。

　　以客户导向：Codasip的工程师们注重客户导向，将客户需求放在首位，并致力于为客户提供最佳的处理器设计解决方案，通过积极与客户沟通，并持续改进和优化产品和服务。

　　结语

　　正是基于多年的研发沉淀和积累，在RISC-V这几年快速爆发的阶段，Codasip也在短短的一年多，其工程能力得到了巨大的提升，从一个初创公司快手过渡到真正以产品为导向的产品型企业。

　　作为最早涉足RISC-V行业的领军企业，Codasip多年来不断壮大，完善技术和解决方案，逐渐形成了自己的独特的特色和优势，走出了一条差异化定制之路，并不断促使自己成为RISC-V行业的世界级参与者。