关于白皮书:龙蜥白皮书精选面向芯片研发和验证的操作系统-SiliconFastOS

文 /RISC-V ARCH SIG

01 背景介绍

随着 Arm 和 RISC-V 芯片研发的大暴发，越来越多的芯片设计、制造厂商甚至是云厂商都开始参加到芯片畛域中来。面对芯片使用者尤其是处理器芯片一劳永逸的需要，且芯片研发研发和流片老本高，芯片制造厂商必须要进步芯片品质，并缩短芯片研发周期，迅速对市场作出反应，实现产品的疾速迭代。借着 Arm 和 RISC-V 架构更加凋谢的生态，业界陆续提出了了芯片麻利开发计划。

02 技术计划

芯片验证时，软件运行在 FPGA 平台上。具备运行速度慢、硬件变动快且没有 ROM 等特点。造成了在基于 OS 的芯片验证过程中 OS 启动速度慢、命令行工具不够丰盛、短少芯片验证环境、灵活性差和应用老本低等艰难。为了解决这些问题，龙蜥社区开发了芯片验证操作系统 SiliconFastOS。SiliconFastOS 具备 OS 启动减速、丰盛的命令行工具、原生验证环境、灵便的配置伎俩和开箱即用等特点，能够帮忙进步芯片验证效率，缩短芯片研发周期。

1. 最小化 rootfs，SiliconFastOS 尽可能去掉在开发过程中不会应用到的命令，从而缩小内核解压 rootfs 和创立页表的工夫。此外，SiliconFastOS 内建 build system，反对使用者抉择单个软件包中的单个命令来构建最终的 rootfs，能够在尽可能减小 rootfs 大小的前提下，提供丰盛的命令行工具，兼顾启动速度和 rootfs 镜像大小。
2. 裁剪内核。SiliconFastOS 去掉了在芯片验证阶段不会应用的内核驱动，裁剪内核镜像的大小。SiliconFastOS 还应用了 PCIe delay 等形式进一步缩短 OS。
3. 原生芯片验证环境。SiliconFastOS 外部提供了轻量级内核异步单元测试框架 Munit，帮忙开发，治理、运行大量的内核单元测试用例。还提供了芯片验证测试框架 Bee，能够和 Munit 搭配应用，同时治理内核和用户态的测试用例。此外，还蕴含了丰盛的芯片验证工具集，帮忙开发者疾速定位和修复软硬件 bug。
4. 一键编译，开箱即用。SiliconFastOS 外部应用 Kbuild 搭建，和 Linux 内核一脉相承，开发者能够疾速上手，利用 Kbuild 灵便配置 rootfs 软件包和内核，一键生成最终 OS 镜像。

03 技术劣势

基于 OS 的端到端芯片验证零碎 传统的基于固件和硬件的芯片验证计划在芯片级仿真、调试、硬件固件交互方面有其特有的劣势，但随着软硬件交融水平加深，须要更多的端到端验证计划来验证硬件设计对下层利用的影响。相比于固件和硬件计划，基于 OS 的芯片验证零碎在灵活性、软硬件协同、对端到端实在场景的模仿、还有工具生态丰盛度下面都有其得天独厚的劣势。在此基础上，SiliconFastOS 还提供了 Bee + Munit 组成的原生芯片验证环境，帮忙使用者开发，治理和运行大量的端到端测试用例。应用 SiliconFastOS + Bee + Munit 的组合计划，能够帮忙芯片在流片前评估硬件设计对下层利用的影响，大大降低了各种软硬件协同设计、硬件加速器和异构硬件设计的流片危险。

04 利用场景

SliconFastOS（开源链接：alibaba/SiliconFastOS (github.com)），在倚天 710 上失去了很好的利用，作为端到端的验证零碎与硬件验证协同配合，从而进一步提高了倚天 710 的研发效率。SliconFastOS 作为通用的芯片验证零碎解决方案，能够无效帮忙进步芯片验证的研发效率，目前也反对了 RISC-V 架构，能够在不同的平台和架构的芯片验证平台（如：仿真，FPGA）中应用。

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相干链接：

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