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[26228] 2020-08-19_最硬核毕业证：带着自己设计的芯片毕业，国科大16级本科生交付「一生一芯」首期成果

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-19
2020-08-19_最硬核毕业证：带着自己设计的芯片毕业，国科大16级本科生交付「一生一芯」首期成果 最 硬 核 毕 业 证 ： 带 着 自 己 设 计 的 芯 片 毕 业 ， 国 科 大 1 6 级 本 科 生 交 付 「 一 生 一 芯 」 首 期 成 果 包 云 岗   L i n u x 学 习   2 0 2 0 - 0 8 - 1 9 来 自 ： 知 乎 ， 作 者 ： 包 云 岗 来 自 ： 知 乎 ， 作 者 ： 包 云 岗 链 接 ： 链 接 ： h t t p s : / / w w w . z h i h u . c o m / q u e s t i o n / 4 0 9 2 9 8 8 5 6 / a n s w e r / 1 3 6 3 5 6 9 0 1 3 近 日 ， 五 位 来 自 中 国 科 学 院 大 学 的   2 0 1 6   级 本 科 生 ， 带 着 自 己 设 计 的 处 理 器 芯 片 「 果 壳 」 正 式 毕 业 ， 这 一 成 果 引 发 媒 体 热 议 ， 被 网 友 称 为 「 最 硬 核 毕 业 证 」 。 作 为 「 一 生 一 芯 」 计 划 的 负 责 人 ， 中 科 院 计 算 所 研 究 员 包 云 岗 也 在 社 交 平 台 上 阐 述 了 本 次 探 索 与 实 践 背 后 的 故 事 。 据 中 国 青 年 报 消 息 ， 近 日 ， 中 国 科 学 院 大 学 （ 以 下 简 称 国 科 大 ） 2 0 1 6   级 计 算 机 学 院 金 越 、 王 华 强 、 王 凯 帆 、 张 林 隽 和 张 紫 飞 五 位 本 科 生 ， 主 导 完 成 了 一 款   6 4   位   R I S C - V   处 理 器   S o C   芯 片 设 计 并 成 功 流 片 ， 实 现 在 芯 片 上 成 功 运 行   L i n u x   操 作 系 统 以 及 学 生 自 己 编 写 的 国 科 大 教 学 操 作 系 统   U C A S - C o r e 。 这 是 国 科 大 「 一 生 一 芯 」 计 划 的 首 期 成 果 ， 也 是 五 位 本 科 生 珍 贵 的 毕 业 纪 念 品 ， 被 网 友 称 为 「 最 硬 核 毕 业 证 」 ， 在 社 交 媒 体 平 台 上 引 发 热 议 。
7   月   2 5   日 ， 国 科 大 在 玉 泉 路 校 区 礼 堂 报 告 厅 举 行 新 闻 发 布 会 ， 详 细 介 绍 了 这 一 成 果 。 据 了 解 ， 上 述   6 4   位   R I S C - V   处 理 器 名 为 「 果 壳   ( N u t S h e l l ) 」 ， 基 于 中 芯 国 际   1 1 0 n m   工 艺 。 目 前 ， 「 果 壳 」 团 队 的 投 稿 已 被   R I S C - V   全 球 论 坛 接 收 ， 团 队 将 在   9   月   3   日 向 全 球 业 界 介 绍 「 果 壳 」 的 设 计 。 「 果 壳 」 设 计 代 码 也 已 正 式 开 源 。 项 目 地 址 ： h t t p s : / / g i t h u b . c o m / O S C P U / N u t S h e l l 国 科 大 计 算 机 科 学 与 技 术 学 院 院 长 、 中 科 院 计 算 所 所 长 孙 凝 晖 院 士 表 示 ： 「 处 理 器 芯 片 被 公 认 为 芯 片 产 业 皇 冠 上 的 明 珠 ， 设 计 复 杂 度 高 、 难 度 大 。 我 国 处 理 器 芯 片 设 计 人 才 严 重 紧 缺 ， 如 何 加 快 此 类 人 才 的 培 养 规 模 与 培 养 速 度 ， 是 我 国 迫 在 眉 睫 的 难 题 。 」 2 0 1 9   年   5   月 ， 美 国 政 府 以 「 科 技 网 络 安 全 」 为 由 ， 将 华 为 及 其   7 0   个 分 支 机 构 列 入 「 实 体 清 单 」 ， 禁 止 华 为 在 未 经 美 国 政 府 批 准 的 情 况 下 从 美 国 企 业 获 得 元 器 件 和 相 关 技 术 。 五 个 月 后 ， 美 国 商 务 部 产 业 安 全 局 （ B I S ） 又 将   2 8   家 中 国 实 体 加 入 「 实 体 清 单 」 ， 包 括 海 康 威 视 、 大 华 股 份 、 科 大 讯 飞 、 旷 视 科 技 、 商 汤 科 技 、 美 亚 柏 科 等 多 家 科 技 企 业 。 在 步 步 紧 逼 的 态 势 下 ， 我 们 必 须 承 认 ， 中 国 需 要 中 长 期 的 先 进 技 术 ， 更 需 要 的 是 处 理 器 芯 片 设 计 人 才 。 针 对 处 理 器 设 计 人 才 危 机 ， 国 科 大 于   2 0 1 9   年   8   月 启 动 了 「 一 生 一 芯 」 计 划 ， 目 标 是 通 过 让 本 科 生 设 计 处 理 器 芯 片 并 完 成 流 片 ， 培 养 具 有 扎 实 理 论 与 实 践 经 验 的 处 理 器 芯 片 设 计 人 才 。 去 年 ， 国 科 大 在 本 科 新 生 录 取 通 知 书 中 嵌 入 了 「 龙 芯 三 号 」 芯 片 ， 被 网 友 称 为 「 硬 核 录 取 通 知 书 」 ， 让 人 记 忆 犹 新 。 这 一 次 ， 硬 核 毕 业 证 「 果 壳 」 诞 生 的 背 后 ， 又 有 着 怎 样 的 探 索 与 挑 战 ？ 包 云 岗 ： 「 一 生 一 芯 」 背 后 的 故 事 包 云 岗 ： 「 一 生 一 芯 」 背 后 的 故 事 中 国 科 学 院 计 算 技 术 研 究 所 研 究 员 包 云 岗 也 是 「 一 生 一 芯 」 计 划 的 负 责 人 ， 他 在 知 乎 上 详 细 介 绍 了 该 计 划 的 启 动 与 实 施 历 程 。
原 文 内 容 整 理 如 下 ： 一 、 酝 酿 一 、 酝 酿   2 0 1 8   年   1 1   月   8   日 ， 乌 镇 ， 世 界 互 联 网 大 会 ， 经 过   9   个 月 筹 备 工 作 ， 中 国 开 发 指 令 生 态 （ R I S C - V ） 联 盟 正 式 成 立 。 晚 上 在 乌 镇 的 一 家 餐 馆 庆 祝 时 ， 坐 在 我 边 上 的 一 位 老 师 问 了 个 问 题 ： 「 以 后 打 算 怎 么 做 开 源 芯 片 生 态 ？ 」 其 实 这 也 是 在   2 0 1 8   年 期 间 我 经 常 问 自 己 的 一 个 问 题 ， 我 有 一 个 很 粗 的 想 法 — — 能 不 能 让 学 生 参 与 到 开 源 芯 片 生 态 建 设 中 — — 经 常 会 浮 现 出 来 。 听 了 那 位 老 师 的 问 题 ， 我 在 脑 海 中 又 浮 现 出 这 个 想 法 ， 然 后 就 在 饭 桌 上 一 边 整 理 思 路 一 边 介 绍 如 何 将 教 学 和 开 源 芯 片 结 合 起 来 。 这 应 该 是 「 一 生 一 芯 」 计 划 的 最 初 萌 芽 。 那 时 还 没 想 到 「 一 生 一 芯 」 这 个 名 字 ， 但 已 经 大 致 形 成 了 这 样 的 目 标 — — 让 本 科 生 也 能 做 处 理 器 芯 片 ， 让 本 科 生 能 带 着 自 己 设 计 的 处 理 器 芯 片 毕 业 。 但 联 盟 成 立 后 ， 这 个 想 法 并 没 有 实 质 性 推 动 。
2 0 1 9   年   5   月   1 6   日 华 为 被 美 国 列 入 实 体 名 单 ， 全 国 震 惊 。 各 界 都 在 想 能 为 华 为 做 些 什 么 ， 我 们 也 在 思 考 。 但 是 ， 我 们 是 做 开 源 芯 片 的 ， 华 为 暂 时 还 用 不 上 ； 我 们 采 用 的 是 开 放 的   R I S C - V   指 令 集 ， 而 华 为 的 主 力 芯 片 都 是 基 于   A R M 。 看 起 来 我 们 是 无 法 帮 助 华 为 解 决 燃 眉 之 急 了 。 但 和 华 为 专 家 交 流 后 ， 他 们 说 短 期 内 的 需 求 华 为 自 己 基 本 能 应 对 ， 他 们 更 需 要 的 是 中 长 期 的 先 进 技 术 ， 而 最 需 要 的 是 处 理 器 芯 片 设 计 人 才 。 因 为 华 为 的 芯 片 架 构 设 计 团 队 很 多 在 美 国 硅 谷 ， 由 于 美 国 的 出 口 管 制 ， 虽 然 是 华 为 的 全 资 子 公 司 ， 但 其 技 术 也 不 能 输 入 到 华 为 总 部 。 这 导 致 华 为 在 美 国 的 芯 片 设 计 人 才 不 能 再 发 挥 作 用 ， 但 在 国 内 又 招 不 到 这 样 的 人 才 。 这 才 是 华 为 的 心 腹 之 患 。 华 为 在 国 内 找 不 到 处 理 器 芯 片 设 计 人 才 的 情 况 是 在 意 料 之 中 。 2 0 1 7   年 ， 我 曾 安 排 组 里 的 学 生 统 计 过   2 0 0 8 ~ 2 0 1 7   十 年 的 体 系 结 构 顶 级 会 议   I S C A   论 文 第 一 作 者 的 情 况 ， 最 后 统 计 数 据 发 现 这 些 优 秀 人 才   8 5 %   选 择 在 美 国 就 业 ， 仅 有   4 %   在 中 国 就 业 ， 差 距 巨 大 。 这 和 国 内 很 多 大 学 不 开 展 处 理 器 芯 片 设 计 相 关 教 学 与 研 究 密 切 相 关 。 事 实 上 ， 类 似 的 人 才 危 机 美 国 也 曾 经 历 过 ， 1 9 8 2   年 全 美 上 千 所 大 学 中 只 有 不 到   1 0 0   位 教 授 和 学 生 从 事 半 导 体 相 关 的 研 究   。 为 了 应 对 人 才 危 机 ， 美 国 国 防 部 高 级 研 究 计 划 署   ( D A R P A )   在   1 9 8 1   年 启 动   M O S I S   项 目 ， 为 大 学 提 供 流 片 服 务 ， 通 过   M P W   模 式 大 幅 降 低 芯 片 设 计 门 槛 。 3 0   余 年 来   M O S I S   为 大 学 和 研 究 机 构 流 了   6 0 0 0 0   多 款 芯 片 ， 培 养 了 数 万 名 学 生 。
由 此 可 见 ， 降 低 芯 片 设 计 门 槛 ， 让 学 生 能 设 计 自 己 的 芯 片 并 流 片 ， 可 大 幅 提 高 人 才 培 养 效 率 。 这 和 我 此 前 的 构 想 和 目 标 完 全 一 致 。 我 们 不 能 再 耽 误 了 ， 要 加 速 人 才 培 养 计 划 。 二 、 正 式 启 动 二 、 正 式 启 动   我 自 作 主 张 地 给 这 个 计 划 起 了 个 名 字 ： 「 一 生 一 芯 」 。 初 衷 是 希 望 有 一 天 能 让 每 一 个 学 生 都 能 带 着 自 己 设 计 的 芯 片 毕 业 ， 不 管 未 来 是 不 是 真 得 能 实 现 ， 这 至 少 听 起 来 是 一 个 美 好 的 理 想 ， 而 且 还 有 一 点 烂 漫 — — 后 来 很 多 人 听 到 这 个 名 字 ， 第 一 印 象 大 多 是 「 一 辈 子 做 一 颗 芯 片 」 。 还 有 女 生 有 更 浪 漫 地 理 解 ： 「 一 生 一 心 一 意 爱 一 人 」 。 不 管 如 何 ， 看 来 大 家 对 这 个 名 字 似 乎 还 都 不 反 感 。 然 后 ， 我 又 联 系 了 几 位 国 科 大 本 科 生 ， 询 问 他 们 愿 不 愿 意 参 加 这 个 「 一 生 一 芯 」 计 划 当 小 白 鼠 。 出 于 意 料 地 是 ， 这 些 准   0 0   后 （ 9 8 / 9 9   出 生 ） 都 表 示 愿 意 挑 战 一 下 ， 愿 意 当 小 白 鼠 。 6   月   2 0   日 ， 我 在 开 源 芯 片 工 作 组 群 向 大 家 宣 布 ： 启 动 「 一 生 一 芯 」 计 划 ！ 这 并 不 是 研 制 产 品 级 芯 片 ， 而 是 一 次 教 学 实 践 。 很 快 唐 丹 老 师 为 未 来 的 芯 片 起 好 了 内 部 代 号 「 C O O S C A 」 ， 三 门 课   C o m p u t e r   O r g a n i z a t i o n / O p e r a t i n g   S y s t e m / C o m p u t e r   A r c h i t e c t u r e   的 缩 写 。
随 后 开 始 组 建 教 学 团 队 ， 随 着 项 目 的 进 行 教 学 团 队 也 在 不 断 扩 大 ： 唐 丹 老 师 和 工 程 师 刘 彤 负 责   S o C   架 构 设 计 指 导 ， 余 子 濠 老 师 负 责 处 理 器 核 设 计 （ 其 实 子 濠 还 是 博 士 生 ， 但 因 为 在 国 内 计 算 机 系 统 教 学 领 域 很 有 名 ， 所 以 我 们 也 半 开 玩 笑 地 叫 他 老 师 ） ， 张 科 老 师 负 责 项 目 协 调 、 与 国 科 大 对 接 ， 并 和 常 轶 松 老 师 、 赵 然 老 师 一 起 在   F P G A   模 拟 仿 真 方 面 进 行 指 导 ， 解 壁 伟 老 师 和 李 峄 工 程 师 在 后 端 物 理 设 计 上 给 予 支 持 ， 深 圳 大 学 蔡 晔 老 师 则 参 与 帮 助 设 计   P C B   板 卡 ， 另 外 蒋 德 钧 老 师 和 王 卅 老 师 是 国 科 大 本 科 操 作 系 统 任 课 老 师 ， 在 操 作 系 统 方 面 给 予 支 持 ， 两 位 博 士 生 王 诲 喆 与 徐 易 难 也 担 任 起 助 教 的 角 色 ， 帮 助 答 疑 解 惑 。 而 我 自 己 ， 则 更 像 是 一 个 啦 啦 队 长 ， 给 大 家 打 鸡 血 。



教 学 团 队 开 始 行 动 起 来 了 ， 大 家 讨 论 制 定 总 体 方 案 ， 确 定 技 术 路 线 ， 选 择 基 础 平 台 ， 搭 建 开 发 环 境 ， 选 择 流 片 工 艺 和 班 车 … …   参 加 首 期 「 一 生 一 芯 」 计 划 的 同 学 也 最 终 确 定 ， 一 共 有 五 位 ， 他 们 是 金 越 、 王 华 强 、 王 凯 帆 、 张 林 隽 和 张 紫 飞 。 这 五 位 同 学 通 过 了 计 算 所 暑 期 夏 令 营 面 试 ， 均 被 录 取 为 计 算 所 研 究 生 ， 其 中 金 越 导 师 是 陈 明 宇 研 究 员 ， 王 华 强 导 师 是 蒋 德 钧 副 研 究 员 ， 王 凯 帆 导 师 是 孙 凝 晖 院 士 ， 张 林 隽 和 张 紫 飞 的 导 师 则 是 我 。 但 接 下 来 的 时 间 ， 他 们 将 组 成 一 个 团 队 ， 一 起 挑 战 带 着 自 己 设 计 的 处 理 器 芯 片 毕 业 这 个 任 务 。 8   月   2 0   日 ， 当 唐 丹 老 师 和 解 壁 伟 老 师 终 于 落 实 中 芯 国 际   1 1 0 n m   工 艺 的 流 片 渠 道 后 ， 「 一 生 一 芯 」 计 划 一 切 准 备 就 绪 。 8   月   2 7   日 ， 参 加 「 一 生 一 芯 」 计 划 的 首 批 五 位 同 学 和 教 学 团 队 一 起 在 我 的 办 公 室 开 了 一 次 简 单 但 意 义 重 大 的 动 员 大 会 。 「 一 生 一 芯 」 计 划 正 式 启 动 ！
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