大家好，我是來自印度卡納塔克邦國立技術(shù)學(xué)院的高級EE本科生Shivam Potdar。大約一年前，我通過CS61C和UC Berkeley的課程內(nèi)容接觸到了RISC-V 。然后，我有機(jī)會(huì)作為自由和開源硅基金會(huì)（FOSSi）的Google Summer of Code（GSoC）學(xué)生，探索幾種新穎的技術(shù)，這些技術(shù)與RISC-V一起將塑造我們的未來行業(yè)。現(xiàn)在，它已成為知識(shí)和探索的永無止境的旅程。
我是Shivam Potdar，來自印度卡納塔克國立理工學(xué)院的EE大四學(xué)生。大約一年前，通過加州大學(xué)伯克利分校CS61C的課程內(nèi)容，我接觸到了RISC-V。
然后，我得到了一個(gè)機(jī)會(huì)，作為自由和開源硅基金會(huì)（FOSSi）的Google Summer of Code （GSoC）學(xué)生，探索了幾項(xiàng)新技術(shù)，這些技術(shù)加上RISC-V，將塑造我們行業(yè)的未來。現(xiàn)在，它已經(jīng)變成了一個(gè)永無止境的知識(shí)和探索之旅。
GSoC是谷歌資助的一個(gè)項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生為開源項(xiàng)目做貢獻(xiàn)。由于RISC-V的成立以及FOSSi、lowRISC、Symbiflow、BeagleBoard.org等組織，開源硬件項(xiàng)目的參與度越來越高。
RISC-V最令人興奮的一個(gè)方面是它為多個(gè)領(lǐng)域的新想法提供了一個(gè)開放的場所。它已經(jīng)成為OpenTitan等架構(gòu)創(chuàng)新的首選，也成為展示諸如Chisel（Rocket芯片、SiFive內(nèi)核）、SpinalHDL（VexRiscv）、BlueSpec（Shakti處理器）等新HDL的首選。
以下是我在這個(gè)暑假期間所作的一些探索：
用TL-Verilog進(jìn)行事務(wù)級建模
使用Makerchip輕松進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試
開源硬件和免費(fèi)提供的設(shè)計(jì)工具
開源形式驗(yàn)證
異構(gòu)的ISA多核平臺(tái)
我致力于增強(qiáng)一個(gè)名為WARP-V的RISC-V內(nèi)核，采用TL-Verilog的前瞻性設(shè)計(jì)方法，并與OpenPiton（一個(gè)用SystemVerilog編寫的開源多核框架）集成。
TL-Verilog是對SystemVerilog的革命性擴(kuò)展，由我的GSoC導(dǎo)師Steve Hoover領(lǐng)導(dǎo)。它在事務(wù)層面對系統(tǒng)進(jìn)行建模，具有時(shí)序抽象、高度可參數(shù)化、靈活、易學(xué)習(xí)/調(diào)試/文檔的特點(diǎn)，并顯著減少了代碼大小。它既不是HLS，也不是應(yīng)用于硬件的編程語言，而是一個(gè)具有現(xiàn)代特征的抽象，使建模非常接近硬件。
Makerchip.com是一個(gè)免費(fèi)的基于Web的TL-Verilog集成開發(fā)環(huán)境，它支持設(shè)計(jì)、調(diào)試、仿真和Verilog轉(zhuǎn)譯都在瀏覽器標(biāo)簽中完成！WARP-V主要是在這個(gè)平臺(tái)上開發(fā)的。SandPiper是TL-Verilog的編譯器，將其翻譯成可綜合的（System）Verilog，與開放源代碼和經(jīng)過行業(yè)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)流程兼容。
在學(xué)校里，我花了幾個(gè)星期的時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試，才用Verilog / VHDL完成了一個(gè)基本的MIPS實(shí)現(xiàn)。另一方面，我是由Steve和Kunal Ghosh組織的“RISC-V 30小時(shí)內(nèi)為你服務(wù)（MYTH）”研討會(huì)的中的助教。大約有200名參與者，其中許多人沒有數(shù)字設(shè)計(jì)的背景，他們學(xué)習(xí)了RISC-V，并在短短五天內(nèi)為社區(qū)貢獻(xiàn)了35個(gè)TL-Verilog核。我將在10月8日的VSDOpen 2020上再次幫助舉辦類似的研討會(huì)，該研討會(huì)將在1.5小時(shí)內(nèi)來介紹TL-Verilog！
WARP-V在TL-Verilog中提供了一個(gè)高度可配置的CPU，支持各種流水線深度，WARP-V在TL-Verilog中呈現(xiàn)了一個(gè)高度可配置的CPU，支持各種流水線深度、長延遲指令、分支預(yù)測、時(shí)鐘門控、內(nèi)聯(lián)匯編器，甚至是多個(gè)ISA! 對于RISC-V，內(nèi)核支持RV32I[M][F]，也通過了riscv-formal的正式驗(yàn)證。它還使用Steve的定制邏輯即服務(wù)項(xiàng)目--1st CLaaS在AWS FPGA上進(jìn)行了表征和測試。對于RISC-V，內(nèi)核支持RV32I [M] [F]，該產(chǎn)品也已通過riscv-formal進(jìn)行了正式驗(yàn)證。還使用Steve的定制邏輯即服務(wù)項(xiàng)目1st CLaaS在AWS FPGA上對它進(jìn)行了仿真和測試。
OpenPiton是一個(gè)多核研究平臺(tái)，通過向內(nèi)核提供內(nèi)存子系統(tǒng)、IO接口、緩存和共享資源來支持異構(gòu)ISA。它兼容SPARC、RISC-V和x86，以及已有的幾種外設(shè)。
暑假期間，我致力于在WARP-V中添加RISC-V M型擴(kuò)展，對其進(jìn)行正式驗(yàn)證，并通過支持長等待時(shí)間指令并提供外部存儲(chǔ)器接口來為OpenPiton集成做準(zhǔn)備。
在過去的幾個(gè)月里，我可以觀察到RISC-V的巨大增長速度。這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)是如此的開放和包容，以至于我今天成為了RISC-V國際的社區(qū)成員，并參與各種在線聚會(huì)、網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)和全球論壇等活動(dòng)。
今天，我們可以通過Symbiflow、Openlane、Yosys、Verilator和Skywater PDK等FOSS工具來執(zhí)行整個(gè)RTL到GDS的流程，包括FPGA仿真、模擬和制造。這些工具和技術(shù)（如TL-Verilog與RISC-V搭配）所支持的現(xiàn)代方法論確實(shí)將改變半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。
有人恰當(dāng)?shù)貙ISC-V表示為硬件的Linux。令人振奮的是，看到硬件的民主化和行業(yè)變化的動(dòng)態(tài)，如今，即使是無晶圓廠的初創(chuàng)企業(yè)也可以與老牌巨頭競爭。作為一名即將進(jìn)入該領(lǐng)域的學(xué)生，RISC-V的前景一片光明。
看了以上內(nèi)容，總感覺和前一段時(shí)間刷屏的國科大本科生RISC-V流片的不太一樣，感覺到我們更加偏重于應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，而這個(gè)印度學(xué)生所作的更像是在做更多的研究與探索。雖然沒有流片，但是總體來說這個(gè)印度本科生所做的并不比我們差。