5位本科生4個(gè)月造出芯片畢業(yè) 如何評(píng)價(jià)國(guó)科大‘一生一芯’計(jì)劃？

　　踩坑、挖坑，再?gòu)目永锱莱鰜?lái)

　　其實(shí)，在他們們面前的，是一條未有人走過(guò)的路。

　　沒(méi)有導(dǎo)航，他們需要自己打怪升級(jí)，自己試錯(cuò)嘗試。

　　當(dāng)然，他們也并非是在白紙上作畫(huà)。

　　教師團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制定了總體方案，確定了技術(shù)路線，選擇好了基礎(chǔ)平臺(tái)，搭建了開(kāi)發(fā)環(huán)境，也選定了流片工藝和班車(chē)。

　　五位學(xué)生真正動(dòng)手之前，一支實(shí)力強(qiáng)大的教師團(tuán)隊(duì)，為學(xué)生的乘風(fēng)破浪，做好了保駕護(hù)航的準(zhǔn)備。

　　做芯片，其實(shí)分為前端和后端。前端主要是做設(shè)計(jì)，用數(shù)字電路的方式實(shí)現(xiàn)處理器的功能；后端則是用物理元件來(lái)實(shí)現(xiàn)這些設(shè)計(jì)。

　　“要說(shuō)芯片都是我們做的，并不準(zhǔn)確。其實(shí)我們只是做了前端的邏輯設(shè)計(jì)部分。”王凱帆強(qiáng)調(diào)。

　　他嘗試用最通俗的語(yǔ)言向科技日?qǐng)?bào)記者解釋設(shè)計(jì)芯片是怎么一回事——類(lèi)似于畫(huà)一張大樓的施工圖紙。只不過(guò)，呈現(xiàn)這張圖紙，用的不是線條，而是一種叫做Chisel的硬件語(yǔ)言。

　　此前，包云崗團(tuán)隊(duì)中的博士生余子濠為南京大學(xué)開(kāi)發(fā)了一款教學(xué)用RISC-V處理器，“一生一芯”計(jì)劃的學(xué)生要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，把師兄搭建的房子，改建得更舒服、更亮堂。

　　包云崗說(shuō)，在實(shí)際產(chǎn)品研發(fā)和科研工作中，也往往不是從頭開(kāi)始，更多是在已有基礎(chǔ)上，增加新功能，提高性能。“這培養(yǎng)的是學(xué)生‘理解—消化—創(chuàng)新’的能力。”

　　大家采用了當(dāng)下流行的“敏捷開(kāi)發(fā)”模式：每人負(fù)責(zé)一個(gè)或幾個(gè)模塊，齊頭并進(jìn)，多線推進(jìn)，然后合龍。

　　芯片設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)歷程。圖源：包云崗知乎問(wèn)答

　　“一生一芯”計(jì)劃的目標(biāo)很明確：在芯片上運(yùn)行Linux系統(tǒng)，支持基本的輸入輸出設(shè)備。

　　先解決“能不能”“對(duì)不對(duì)”的問(wèn)題，再來(lái)看“快不快”“好不好”。

　　對(duì)新手施工設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，他們蓋的第一棟房子，要保證的是屹立不倒。

　　從2019年8月正式動(dòng)手設(shè)計(jì)，到12月中旬交付設(shè)計(jì)圖紙，五人組踩過(guò)坑，給別人挖過(guò)坑，也掙扎著從坑里爬出來(lái)過(guò)。

　　他們?cè)�熬夜和不知躲在哪里的錯(cuò)誤死磕，還要對(duì)抗可能拖延隊(duì)友進(jìn)度的焦慮。

　　團(tuán)隊(duì)成員金越負(fù)責(zé)的是片上系統(tǒng)。

　　除了中央處理器，在系統(tǒng)內(nèi)還有五個(gè)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)具體功能。

　　這些控制器的代碼是由開(kāi)源社區(qū)提供的，但團(tuán)隊(duì)并不清楚這些控制器是否適合他們?cè)O(shè)計(jì)的這款芯片。

　　金越需要編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)軟件，測(cè)試外設(shè)控制器是否設(shè)置正確，能否正常工作。

　　“要是出現(xiàn)問(wèn)題就很麻煩了。到底是我的軟件寫(xiě)錯(cuò)了，還是外設(shè)控制器本身有問(wèn)題？如果是外設(shè)控制器有問(wèn)題，到底是哪個(gè)有問(wèn)題？”

　　變量太多，排列組合下來(lái)，測(cè)試復(fù)雜得讓人頭疼。

　　“做驗(yàn)證的那幾天，幾乎沒(méi)怎么睡過(guò)覺(jué)。”金越半夜對(duì)著電腦，查手冊(cè)，查代碼，查波形，懷著點(diǎn)“我就不信邪”的不忿：“我一定要把這個(gè)東西弄出來(lái)。”

　　尋找問(wèn)題究竟出在哪，是幾乎每個(gè)計(jì)劃參與者都會(huì)提到的“痛苦”經(jīng)歷，常常是 “按下葫蘆起了瓢”。

　　作為團(tuán)隊(duì)唯一的女將，張林雋負(fù)責(zé)的部分是預(yù)取器。

　　你進(jìn)入了一間圖書(shū)館，想找到一本書(shū)。靠你最近的書(shū)架，能放的書(shū)最少；而更深處的書(shū)架，放的書(shū)更多，但你走過(guò)去的耗時(shí)也長(zhǎng)。預(yù)取器好比那位了解你喜好的圖書(shū)管理員，他提前將他認(rèn)為你會(huì)拿的書(shū)放在離你最近的書(shū)架，節(jié)省你的查找時(shí)間。

　　“在實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的時(shí)候，我想當(dāng)然地認(rèn)為，預(yù)取器應(yīng)該放在L1 Cache也就是一級(jí)緩存內(nèi)。”