综述：揭开“龙芯”诞生内幕

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1、综述：揭开“龙芯”诞生内幕《了望新闻周刊》报道：这些天，中科院计算所在紧张地期待着，从生产线运回来的几十个投片将被一一插上计算机主板，进行调试，如果成功则意味着水平与英特尔奔腾2旗鼓相当的龙芯1——中国人自主开发的高性能通用芯片正式“新鲜出炉”，跨入规模化生产阶段。半年前，计算所曾向新闻界演示了龙芯的第一款“验证芯片”，但那仅仅完成了龙芯的逻辑设计工作，因为它是在一个可编辑的FPGA芯片上“烧制”出来的“样本”，仅此一份。之后，课题组对龙芯1进行了物理设计，形成了版图并拿到集成电路流水线上生产，行话称之为“投片”。这是龙芯1规模化生产前的必备工作。别

2、看龙芯仅有指甲盖大小，但关系到中国的信息系统安全和信息产品安全。龙芯的主要设计者胡伟武在接受本刊记者采访时说，“我们一直是用心血浇灌龙芯，付出了难以想象的艰辛。”秉承老辈人的传统，他们给芯片取了个小名叫“狗剩”，希望“名字贱一点容易养大”。15个月，一群平均年龄不到30岁的年轻人终结了中国计算机产业“无芯”的尴尬历史。而我则在3个小时内，见到了关系“龙芯”命运的两个关键人物：中科院院士、计算所所长李国杰和主持芯片设计的年轻科学家胡伟武，听他们津津有味地谈龙芯诞生背后的故事，采访几乎成了一种享受。胡伟武告诉记者，中国科技界不缺精兵强将，缺的是统领三军的

3、“帅”，而李国杰正是这样的一位“大帅”。他自认是一员“福将”。而李国杰在谈到胡伟武时，毫不掩饰自己的欣赏与爱护。回来整理采访笔记，发现他们的谈话有许多惊人的相通之处。尽管时空交错，尽管年龄相差23岁，他们的思想和精神却因龙芯而休戚相关。李国杰决定做芯片时，可谓背水一战。芯片的灵魂是设计和标准。而把芯片作出来不仅仅有逻辑设计、版路设计，还包括生产芯片必需的IP库和芯片加工厂参数的调整，这都是芯片公司的机密，花再多钱也买不到。他刚来计算所时，面临的最大问题是科研资源分散、低水平重复，研究人员各自为政，能申请到几万元、10多万元的项目就很满足了。李国杰认为

4、，计算所应该在一些国家战略性的项目上集中力量，优化资源。尽管人们普遍认为计算所没有能力做芯片，但李国杰分析说，目前美国PC机普及率接近50％，而在中国才仅达3％左右，发展空间巨大。芯片产业的做大做强，必将带动整个信息产业的发展。未来10年，是中国芯片产业发展的关键阶段，想等到所有的科研条件都具备的时候再来做芯片，最好的时机也早已错过了。因此，李国杰认定高性能通用芯片是国家信息产业发展的战略所需。随即决定，拿出当年全所一半的运转经费1000万元来做龙芯。优良的技术路线年轻人的表现比李国杰预料的还好。仅用5个月，就设计出了第一款验证芯片。接着，又马不停蹄

5、地开始做投片。从验证芯片到正式投片调试成功仅用了10个月。这就是龙芯的速度，连胡伟武自己也觉得吃惊。他认为，成功的原因首先在于，自始至终坚持了十分优良的技术路线。立项之初，李国杰确定的目标是“高性能、通用、一步到位”，在后来的摸索中，课题组又确定了兼容以及采用RISC结构这两个具体目标。中国人是否要自己做高性能通用芯片？不少人认为，处理器最大的市场在嵌入式方面，中国的处理器设计应该定位在嵌入式上，没必要也做不出通用处理器设计。诚然，嵌入式处理器的需求量很大，但大市场不一定能赚钱，小市场有时反而能赚大钱，因为后者是核心技术，别人做不了。英特尔就是一个典

6、型的例子，英特尔处理器数量也只占全球市场的1.5％。其次，中国不是小国，核心技术自己不掌握不行。实际上，胡伟武认为，嵌入式处理器可做可不做，因为别人的嵌入式处理器价格很低，且不会卡我们。有的国外公司甚至主动提出，只要用其生产线，他们可以免费提供嵌入式的IP核。中国的芯片是否要和别人的兼容？胡伟武认为，能否兼容非常重要。回顾中国计算机发展的历史，应该说，我们的“祖上”也是挺“阔”的，直到20世纪80年代初，我们的处理器设计技术不比别人差多少。落到今天这个地步，很大程度上是吃了不兼容的亏。因为现在计算机中绝大部分费用不是花在硬件上，而是花在软件上。若不兼

7、容，自己设计指令系统，只能图一时痛快；与其他主流指令系统兼容，确实很麻烦，有时为了一条指令就得修改数据通路，增加不少东西，但却可以一劳永逸。龙芯课题组有一个很精干的操作系统组，仅4个人，在3个月内搞定一切与软件有关的东西，就是得益于兼容设计。胡伟武一直很庆幸采用了兼容的做法，如果自己设计指令系统，绝不可能在短时间内获得完善。是步步为营还是跨越式前进？课题组决定稳扎稳打。采用从系统结构设计，到C模拟器设计，到Verilog仿真，到FPGA验证，到标准单元投片，再到全定制投片的方法。在系统结构方案确定后，首先设计了一个Cycle-by-cycle的C语言

8、模拟器，该模拟器详细描述了龙芯处理器的系统结构，能够模拟处理器每一拍中每一位信号的变化，并验证设计的正确性，