近兩年發(fā)生的一系列貿(mào)易摩擦，讓國內(nèi)對(duì)發(fā)展本土集成電路產(chǎn)業(yè)鏈有了更加迫切的需求。因?yàn)檫@不僅是關(guān)系到信息安全的問題，還涉及到萬一國外對(duì)我們“斷水?dāng)嗉Z”，本土集成電路供應(yīng)鏈能否保證國內(nèi)的ICT產(chǎn)業(yè)繼續(xù)發(fā)展。這就要求國內(nèi)不但要在產(chǎn)品方面有所提高，在相對(duì)應(yīng)的人才培訓(xùn)方面，也要跟得上。

為此，國內(nèi)各地政府和企業(yè)開始加大投入到本土集成電路和人才的建設(shè)中去，作為近年對(duì)國產(chǎn)集成電路支持力度較大的地方機(jī)構(gòu)之一，南京集成電路產(chǎn)業(yè)服務(wù)中心（ICisC）和東南大學(xué)聯(lián)手承辦了教育部高等學(xué)校電子信息類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)中國電子教育學(xué)會(huì)舉辦的“2018年全國大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計(jì)競賽”，協(xié)助增強(qiáng)全國大學(xué)生在嵌入式集成電路及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐能力，使學(xué)生能夠全面掌握芯片設(shè)計(jì)或軟硬適配系統(tǒng)優(yōu)化、應(yīng)用方案設(shè)計(jì)等不同技術(shù)層面的相關(guān)知識(shí)和技能。

龍芯中科作為國產(chǎn)處理器的排頭兵，他們也積極參與其中。

為國內(nèi)培養(yǎng)優(yōu)秀的嵌入式人才

近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，改變著電子設(shè)備、智能終端的形態(tài)、功能，且不斷向小型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面發(fā)展，嵌入式應(yīng)用軟、硬件設(shè)備的研發(fā)人才需求未來也會(huì)大幅增加，對(duì)人才素質(zhì)要求也更高。本次全國大學(xué)生嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計(jì)競賽對(duì)于想在網(wǎng)絡(luò)通信、機(jī)器人控制、視頻處理、工業(yè)自動(dòng)化等相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的學(xué)生是一次絕佳的鍛煉機(jī)會(huì)，能讓他們?nèi)媸煜a(chǎn)芯片軟硬開發(fā)、系統(tǒng)優(yōu)化、應(yīng)用方案設(shè)計(jì)等不同技術(shù)層面的相關(guān)知識(shí)和技能。同時(shí)，這也有助于高校與企業(yè)產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人，為社會(huì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)合作精神、解決復(fù)雜系統(tǒng)問題能力的優(yōu)秀人才。

為了讓這些學(xué)生更好地參與到嵌入式的設(shè)計(jì)中去，龍芯為本次大賽提供了兩種入門級(jí)開發(fā)板：1C智龍開發(fā)板和2K龍芯派（一代）。其中“智龍”是由龍芯愛好者社區(qū)開發(fā)的一款基于國產(chǎn)龍芯以全開源方式推廣的嵌入式最小系統(tǒng)主板。具有完全開源、可手工焊接 、接口豐富等特點(diǎn)。適合物聯(lián)網(wǎng)、智能硬件、機(jī)器人等應(yīng)用和創(chuàng)客開發(fā)；而“2K龍芯派”是龍芯今年初新推出的入門級(jí)千元開發(fā)板，搭載龍芯2K1000雙核高性能處理器，可以廣泛應(yīng)用于信息安全、電力、軌道交通、工業(yè)控制、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)通信、信息教育等領(lǐng)域。

龍芯表示，他們非常重視本次大賽，不但提供了原理圖、開發(fā)板詳細(xì)的用戶手冊和豐富的實(shí)驗(yàn)例程等參考資料，還開放了所有的軟件源碼，提供免費(fèi)使用的RTOS系統(tǒng)。

至于大賽輔導(dǎo)方面，龍芯攜手高校熟悉龍芯開發(fā)的名師和外圍操作系統(tǒng)廠商，配合南京集成電路培訓(xùn)中心組織了大賽在線培訓(xùn)，從軟硬件兩方面深度講解了龍芯的開發(fā)要點(diǎn)。另外，龍芯的軟硬件工程師也參與了比賽過程中的答疑工作，從實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，為參賽選手答疑解惑，在線上進(jìn)行熱烈的技術(shù)討論。

龍芯在采訪時(shí)談到，國產(chǎn)處理器是信息產(chǎn)業(yè)的基石，關(guān)乎網(wǎng)絡(luò)安全、工業(yè)安全乃至國家安全。參賽選手通過本次大賽，能初步了解基于國產(chǎn)處理器的開發(fā)環(huán)節(jié)，在實(shí)踐中熟悉開發(fā)方法，在未來的工作中能更加得心應(yīng)手。另一方面，基于國產(chǎn)處理器的開發(fā)對(duì)于參賽者的要求較高，促使參賽者提升自己的軟硬件能力，能夠加深對(duì)于軟硬件底層實(shí)現(xiàn)的理解，而不只是做一個(gè)“代碼搬運(yùn)工”。

對(duì)龍芯中科而言，之所以全心全力參與這個(gè)大賽，除了想幫助培養(yǎng)中國嵌入式人才外，另一方面也希望能借此機(jī)會(huì)，吸引更多的開發(fā)者接觸龍芯，協(xié)助龍芯構(gòu)建自主可控軟硬件生態(tài)。

按照龍芯的說法，雖然目前有幾萬的工程人員圍繞龍芯做軟硬件開發(fā)，但這對(duì)于整體的國產(chǎn)自主可控事業(yè)來說還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

“龍芯當(dāng)前的工作之一是構(gòu)建完整的自主可控軟硬件生態(tài)，而構(gòu)建生態(tài)的核心是人”，他們強(qiáng)調(diào)。

深厚的技術(shù)積累是后盾

龍芯中科之所以對(duì)其處理器的未來有這樣的決心和信心，且在市場上獲得了認(rèn)可，主要得益于他們過往十幾年在產(chǎn)品和技術(shù)上面的積累。

從龍芯中科的官網(wǎng)我們可以看到，中科院計(jì)算所從2001年開始研制龍芯系列處理器，經(jīng)過十多年的積累與發(fā)展，于2010年由中國科學(xué)院和北京市政府共同牽頭出資，正式成立龍芯中科技術(shù)有限公司，旨在將龍芯處理器的研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化。

據(jù)介紹，龍芯目前最新的處理器是3A3000，單核性能上是龍芯第一代產(chǎn)品的3-5倍，超過凌動(dòng)（Atom）、VIA和ARM。這些芯片的性能雖然算不上頂尖，但是可以在很廣泛的領(lǐng)域使用。除了在以黨政辦公為代表的行業(yè)信息化中得到應(yīng)用，在網(wǎng)安通信領(lǐng)域，龍芯用在防火墻、交換機(jī)、網(wǎng)閘、路由器、各類數(shù)據(jù)通訊終端等產(chǎn)品；在工控互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，龍芯也用在PLC、DTU、FSU、交通燈、門禁門鎖、工控終端等產(chǎn)品中。

眾所周知，集成電路是核心技術(shù)，而現(xiàn)在的龍芯基本已經(jīng)突破了這個(gè)桎梏。他們掌握了從指令集到微體系結(jié)構(gòu)再到CPU電路設(shè)計(jì)整體的核心技術(shù)，這些是一個(gè)企業(yè)產(chǎn)品可以持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。堅(jiān)持使用，持續(xù)改進(jìn)，就能進(jìn)入越用問題越少、越用越穩(wěn)定成熟的階段，甚至在某些領(lǐng)域超過國外系統(tǒng)。但我們也應(yīng)該看到，目前龍芯的用量相比于國外芯片，還非常小，應(yīng)用場景、成熟度還在不斷增加和完善，在這個(gè)過程中還有許多需要改進(jìn)的地方。尤其是在軟件方面，有更多的提升空間。

龍芯的技術(shù)團(tuán)隊(duì)告訴記者，自主基礎(chǔ)軟硬件將在第三輪試錯(cuò)后走向成熟，且已具備全面推廣的條件。但龍芯在爬第三級(jí)“樓梯”過程中還將從三個(gè)方面完善基礎(chǔ)軟硬件：

一是CPU通用處理性能再提高1-2倍，逼近國際主流CPU的“天花板”。通過優(yōu)化處理器微結(jié)構(gòu)提高流水線效率，并通過物理設(shè)計(jì)提高頻率，預(yù)計(jì)2020年龍芯CPU的性能可以逼近當(dāng)時(shí)市場主流CPU的水平。

二是完善自主基礎(chǔ)軟硬件規(guī)范，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)架構(gòu)穩(wěn)定和技術(shù)平臺(tái)收斂。

在過去應(yīng)用中，操作系統(tǒng)需要針對(duì)不同的主板和升級(jí)后的CPU進(jìn)行磨合適配，而在Wintel（英特爾公司的X86處理器和微軟公司的Windows操作系統(tǒng)）體系中可以實(shí)現(xiàn)不同主板及CPU的操作系統(tǒng)二進(jìn)制兼容。其背后是Wintel體系統(tǒng)一的系統(tǒng)架構(gòu)，包括指令系統(tǒng)、地址空間布局、中斷系統(tǒng)、多核互聯(lián)架構(gòu)、IO接口規(guī)范等，需要CPU、BIOS、橋片、操作系統(tǒng)配合完成。

相比之下，ARM架構(gòu)由于只規(guī)范了指令系統(tǒng)和片內(nèi)總線，其生態(tài)系統(tǒng)是碎片化的。龍芯正完善基于龍芯CPU和橋片的統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)，大幅度降低軟硬件適配工作量，并最終實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)在不同主板和CPU的二進(jìn)制兼容。

三是以用戶體驗(yàn)為中心，對(duì)自主基礎(chǔ)軟硬件展開系統(tǒng)梳理和優(yōu)化，打造集約型的系統(tǒng)，使用戶體驗(yàn)有實(shí)質(zhì)性的提高，達(dá)到“好用”水平。在此之后，自主基礎(chǔ)軟硬件的主要瓶頸將由CPU和操作系統(tǒng)的結(jié)合部轉(zhuǎn)移到操作系統(tǒng)和應(yīng)用的結(jié)合部。 

堅(jiān)定走自主可控的發(fā)展路線

正如文章開頭所說，無論是舉辦大賽，學(xué)生參賽，還是龍芯等企業(yè)積極參與其中，其實(shí)都是朝著一個(gè)最終目的，那就是攜手打造一個(gè)自主可控的集成電路生態(tài)。

回顧中國集成電路的發(fā)展歷史，改革開放以來，我們進(jìn)行了各種嘗試。并經(jīng)歷了造不如買、買不如租；市場換技術(shù)，希望通過成立合資企業(yè)來掌握核心技術(shù)；直接收購國外高科技企業(yè)三個(gè)階段。但事實(shí)證明，這些都不是根本的解決辦法。

“龍芯堅(jiān)持自主可控，在應(yīng)用中試錯(cuò)，是未來中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大方向。龍芯將成為國產(chǎn)自主可控的里程碑，在龍芯之后，相信會(huì)有更多廠商形成“應(yīng)用試點(diǎn)、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題并完善平臺(tái)、在試點(diǎn)中檢驗(yàn)”的良性循環(huán)，掌握核心技術(shù)”，龍芯強(qiáng)調(diào)。

在他們看來，“中國芯”一定要走建立自主生態(tài)體系的這條路。任何一個(gè)技術(shù)或產(chǎn)品都不是目的，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)體系才是目的。我國應(yīng)充分發(fā)揮市場和體制的優(yōu)勢，抓住當(dāng)前IT產(chǎn)業(yè)多極化發(fā)展的機(jī)遇，爭取在IT產(chǎn)業(yè)的多極世界中形成既開放又競爭的一極，而不是簡單的成為其他極的參與者。

希望產(chǎn)業(yè)各界能夠和龍芯一起，為中國芯開創(chuàng)出一個(gè)新明天。