近日，北京航空航天大学计算机学院团队成功流片了两款名为“Lain”和“EULA”的 CPU 处理器。
据官网资料显示，两款处理器均基于中国自主可控的龙芯中科“LoongArch”龙架构指令集，都拥有完整的 SoC 结构以及丰富的外设支持，且均为一次流片成功。
两款处理器不仅可运行由北京航空航天大学计算机学院自主设计的 MOS 教学操作系统，而且还可运行 Linux 5.19 操作系统和一系列多媒体音频/视频等应用软件。
此外，两者也存在一些区别，其中名为 Lain 的处理器主要侧重于验证多发射、乱序、多核等现代 CPU 主流微架构技术，而名为 EULA 的处理器则侧重于验证芯片敏捷开发环境及其全流程设计支持。
图｜名为“Lain”和“EULA”的两款处理器（来源：北京航空航天大学官网）
流片成功意味着基于自主可控指令集实现了“在自己设计的处理器上运行自己的操作系统”。
值得一提的是，从最初的设计到最终实现流片，是在北京航空航天大学计算机学院杨建磊副教授、万寒副教授的指导下，由计算机学院 2020 级的 5 位本科生参与并完成处理器的全流程设计和流片。
图｜用于芯片验证的单板“计算机”系统（来源：北京航空航天大学官网）
对于此次北航团队的成功流片，龙芯中科首席架构师汪文祥博士评价道，“北航团队完成了从处理器核心、SoC 芯片的硬件前后端设计，到操作系统、编译器以及应用程序的软件开发，贯穿整个处理器芯片设计技术栈，实现了国产自主可控处理器芯片设计能力的全栈式贯通。”
很大程度上来说，两款处理器的成功流片离不开“北航-龙芯百芯计划”。
据了解，2020 年，北京航空航天大学计算机学院与龙芯中科签署协议，并启动“北航-龙芯百芯计划”，该计划由计算机学院主导，联合集成电路学院、软件学院，共同探索与实践跨学院、跨学科、跨专业的交叉学科人才培养模式，以本科生开发和流片为目标导向，培养具备从处理器、操作系统、编译器到芯片实现等全流程能力的创新人才。
图｜龙芯“百芯计划”芯片开发全流程
长期以来，处理器人才的缺乏是制约中国集成电路产业高质量快速发展的核心挑战之一。
围绕人才培养和自主芯片开发，龙芯中科推出了名为“百芯计划”的产学研融合项目，该项目计划在 5-10 年内、在全国范围内选择百所高校，以校企合作的模式联合建设百个“芯片联合实验室”。
据了解，联合实验室将基于龙芯高校计划免费提供的 IP 联合第三方，共同开发实用型自主芯片，并形成产业化应用，将百个“芯片联合实验室”联网打造基于龙芯自主芯片 IP 的生态圈。
去年 8 月，龙芯“百芯计划”首款芯片正式发布，名为“河海智慧水利 1 号芯”（BX100E-HHU）的处理器芯片由河海大学基于龙芯中科“LoongArch”指令集进行设计开发，该芯片采用 180nm 制程工艺 ，集成了包括 SDRAM、UART、PWM、HPI、SPI 等在内的丰富的外设接口及片上模块，并且芯片已经通过了全面验证，可应用于物联网、嵌入式以及智能工业控制等领域。
今年 4 月，龙芯中科和江苏信息职业技术学院联合开发的国产32位 MCU 芯片“苏信一号”流片成功。该芯片基于龙芯中科“LoongArch”指令集，通过 SMIC 180nm 标准 CMOS 产线流片，并通过了 FT 测试，作为一款嵌入式低功耗高性能系统级芯片，可用于车载、工业控制以及消费类等领域。
参考资料：
1.https://news.buaa.edu.cn/info/1005/62915.htm
2.https://www.hhu.edu.cn/_t128/2023/0822/c166a264351/page.htm
3.https://www.jsit.edu.cn/info/1008/25491.htm