自主可控的大趨勢

        目前我國與美國的貿易戰中，集成電路成為雙方博弈的主戰場。隨著美國全面升級對華為的制裁，華為手機業務遭受重創，相關新聞也牽動著許多國內芯片業人的神經，在“被卡脖子”的當下，沒有人能獨善其身。2020年我國進口芯片總金額3500億美元，同比增長了15%左右，達到了歷史新高。因此，集成電路領域的自主可控是我國經濟發展的關鍵。

        自主可控，是國內集成電路的必由之路，而指令集架構作為芯片產業鏈的“最上游”，是實現自主可控的關鍵環節。芯片指令集架構分為復雜指令集(CISC)和精簡指令集(RISC)。復雜指令集的代表是Intel的x86架構;精簡指令集代表是ARM和RISC-V。隨著移動端設備的普及，精簡指令集相對于復雜指令集的優勢越來越明顯。

        去年9月一個重磅消息在芯片圈中炸開——英偉達收購ARM，一時間在國內外引起了軒然大波，業內開始擔憂ARM被收購后會加重產業鏈的壟斷程度。在當前背景下，我國業界對開放的精簡指令集架構RISC-V的重視達到了前所未有的高度，相對于ARM的國外公司控制、高授權費用、不可修改等不足，RISC-V以其模塊化、開放、可擴展等特性，乘著智能化的東風發展迅猛。

        RISC-V與工具鏈

        RISC-V是開放的指令集，其應用推廣以及用戶接受度等環節嚴重依賴于其配套生態的成熟度以及生態的否自主可控，而其生態軟件層面最上游環節就是工具鏈。

        工具鏈為芯片編程提供集開發環境、編譯、匯編、鏈接、庫函數、調試等一整套工具，是最基礎的系統軟件。在工具鏈中，編譯器是其中重要的組成部分。程序員平時使用的如C、JAVA、PYTHON等高級語言是不能直接被芯片識別的，編譯器的主要作用就是將程序員能夠理解的高級語言高效的轉換為硬件能夠理解的二進制機器碼。

        對于一款可編程芯片而言，工具鏈的好壞直接影響著芯片的市場。一方面，芯片用戶直接基于用具鏈開發程序，其界面友好性、功能完備性等直接影響著用戶對芯片的使用。另一方面，芯片性能的發揮，也在很大程度上依賴于編譯器的性能。

        行動代表-湖南卡姆派樂

        柳枝第33期孵化的企業——湖南卡姆派樂信息科技有限公司，成立于2019年1月，目前專注于RISC-V集成開發環境及工具鏈的開發，其名稱也來自Compiler(編譯器)的音譯，公司于2020年加入了RISC-V基金會，成為了其戰略成員之一。

        創始人王鋒博士來自國防科技大學，同時是澳大利亞新南威爾士大學訪問學者，曾參與銀河、天河超級計算機的研制，是世界最大、影響力最廣泛的編譯器GCC社區的Maintainer，也是一名連續創業者。

        技術負責人羅杰，擁有十幾年編譯領域工作經驗，曾任職于上海IBM編譯團隊，負責IBM XL編譯器的優化及調試模塊工作;曾參與自主DSP芯片、天河超算加速器芯片編譯的實現與性能優化。

        公司目前從事編譯器相關工作的人員共有30多名，主要分為集成開發環境開發和工具鏈的開發。

        卡姆派樂的工具鏈包括芯片調試軟件、調試仿真器(硬件)、庫函數、高級優化的編譯器、智能匯編器、連接器、AI編譯器TVM、RISC-V模擬器等，可支持單核、多核、異構多核芯片，支持嵌入式、AI、GPU、超算芯片，支持Windows和Linux系統。

        2019年10月18日浙江烏鎮舉行的“世界互聯網大會”上卡姆派樂發布了國內首款自研RISC-V集成開發環境---卡姆派樂IDE(COMPILER IDE)。卡姆派樂IDE的發布填補了國內在自研RISC-V集成開發環境領域的空白，使用集成開發環境開發基于RISC-V的應用軟件，包括編輯、編譯、匯編、鏈接等工作全部在PC機上即可完成。

        該IDE對MCU系列芯片用戶非常重要，降低門檻的同時提高開發效率。有如下特點：運行速度快，是國際同類IDE產品啟動時間的三分之一;代碼密度高，比公版提高10-30%，可降低單顆芯片成本10%，穩定性高。

        2020年8月卡姆派樂開源了業界首個支持RISC-V向量擴展指令的LLVM編譯器，堅持開源理念，積極參與開源社區建設。2021年2月卡姆派樂推出全功能數字計算機模擬器，支持主流處理器、支持國產DSP處理器、支持豐富的外設，支持構建數字樣機，正式進軍數字孿生領域。

        2020年12月公司總經理王鋒在中國集成電路設計業年會上做主題報告

        卡姆派樂未來將支持芯片軟件開發工具全部虛擬化，用戶程序的開發、調試全部可以在虛擬數字環境下進行。并且能夠部署在云端，不受限具體物理板卡，極大地提高芯片軟件開發的效率和便利性，縮短芯片研發到芯片推廣的周期，提高芯片企業的競爭力。

        目前卡姆派樂已經完成研發的產品有：

        1)國內首款自研RISC-V集成開發環境

        2)國內首個全功能向量支持RISC-V工具鏈

        3)32位MCU高性能編譯器，性能追平ARM KEIL編譯器(商用)

        4)系統模擬器，支持主流處理器和自主DSP處理器

        5)高性能數學庫BLAS，達到處理器峰值性能90%以上

        隨著產品和項目的落地，卡姆派樂已經與國內多家芯片類廠商，如華為、平頭哥、兆易創新、芯來科技、賽昉等達成戰略合作伙伴關系。

        乘風破浪會有時，直掛云帆濟滄海

        “瘦死的駱駝比馬大”，現在說RISC-V在多長時間內取代ARM還為時過早，但是具有模塊化、開放、可擴展等特點的RISC-V給廣大IC設計人員提供了極佳的創新平臺，取代ARM是不可挽回的趨勢。

        硬件和軟件能夠協同發展才能形成好生態，有好的生態才能源源不斷提供產業發展的養分，那如何解決生態問題，編譯器是關鍵。產業環境方面，之前有觀點指出，當前我們的工具鏈及編譯器行業還處于“兼容適配”階段，尚未進入“優化”階段。誠然，我國的工具鏈、編譯器發展起步較晚，專注于該領域的公司和人才都比較缺乏，加上盜版的沖擊，相關生態的構建比較緩慢。同時芯片生態的發展也絕不是靠一兩家企業就能做成的，需要越來越多的企業和人才加入其中，越來越多的資源注入其中。同時，也對我們的深耕于該領域的企業提出了更高的要求，不僅要兼顧技術創新和用戶體驗，還要在商業模式上進行更深入的探索，降低整個行業的創新成本。

        2021年3月5日上午，第十三屆全國人民代表大會第四次會議在北京人民大會堂舉行開幕會，總理作政府工作報告，在報告中再次強調了自主可控的重要性和必要性，同時提出加強數字政府建設，建設數字中國等發展目標。數字中國的建設離不開芯片的支持，并且隨著AIoT等碎片化信息處理需求以及數據傳輸等場景的延展，未來個性化、定制化的芯片需求將進一步提升，這對于湖南卡姆派樂以及RISC-V產業鏈的相關公司來說都是一個很好的契機。

《電鰻快報》