【龙芯2K0300蜂鸟板试用】1 龙芯中科必知3件事

感谢电子发烧友论坛，感谢龙芯中科，有幸让我试用2K0300蜂鸟开发板。

知道国产芯片的瑞芯微，了解国科芯片的全志，以及华为的海思，它们都是arm芯片的国产后起之秀。但对于全国产的龙芯中科，以前很少听说，当第一时间看到申请试用时，对其充满好奇，网上各种了解，终于了解其历史沿革，对其肃然起敬，希望它能真正撑起中国的未来之芯。

龙芯中科源于中科院计算所的芯芯课题组，最初采用MIPS指令，经过20多年的发展，成为今之中科龙芯

MIPS

1981年，轩尼诗教授采用RISC做出了世界上第一款MIPS架构的处理器，此后面对X86架构阵营，所有披靡，在整个90年代，以此时之威名，奠定了它与 X86、ARM 三分天下的美名。但在移动时代，MIPS由于技术路线和商业模式的缺点，被ARM打的头破血流，再加上经营不善，几经被瓜分被收购；进入IoT时代，成立新的MIPS公司，拥抱RISC-V。【1】

中科院

龙芯CPU始于中科院计算所内部的“Godson
CPU设计与验证系统”科研项目，2000年11月龙芯设计工作正式启动，2001年5月龙芯课题组正式组建成立。2002年8月10日，中国首款通用CPU龙芯1号代号X1A50流片成功, 2002年8月10日，中国首款通用CPU龙芯1号代号X1A50流片成功。2003年10月17日，中国首款64位通用CPU龙芯2B（代号MZD110）流片成功；2004年9月28日，龙芯2C芯片DXP110流片成功，起步的时候，采用开源的MIPS架构，但未经MIPS公司的授权，遭到侵权的控告。2006年，为了规避知识产权风险，龙芯转而与获得MIPS授权的意法半导体公司达成合作，从而间接获得MIPS架构处理器的许可使用权。2009年6月，龙芯与MIPS达成和解（花了大概500万美元），得到了MIPS的正式授权。【2】

中科龙芯

2008年，由中科院和北京市政府共同牵头出资，成立龙芯中科技术有限公司，旨在依托“龙芯”十余年的研发技术，将“龙芯”处理器研发成果产业化。

龙芯试水

【3】

龙芯纠纷

龙芯中科与上海芯联芯的“交锋”则始于2019年。成立于2018年12月26日的上海芯联芯，2019年与Wave Computing（MIPS公司的母公司）签署协议，获得MIPS公司在中国独家经营权。2019年5月、2019年9月，MIPS公司、Wave
Computing和上海芯联芯曾向龙芯中科发函，声称MIPS公司将龙芯中科与MIPS公司签署的技术许可合同转让给上海芯联芯公司。2021年2月，上海芯联芯向香港国际仲裁中心提起了其与龙芯之间有关MIPS技术许可合同纠纷的仲裁，主张龙芯侵权，并要求龙芯支付版税。2021年3月2日，龙芯中科向北京互联网法院提起诉讼，诉讼请求为要求上海芯联芯向龙芯中科及合作伙伴就其所述的不实内容进行澄清、道歉、恢复名誉、消除影响并且赔偿龙芯中科经济损失3000万元。直到2023年2月，北京知识产权法院审理，得出“龙芯指令集不侵害MIPS指令集”的结论。【4】

芯产品

2020年，龙芯中科基于二十年的CPU研制和生态建设积累推出了龙架构（LoongArch™），包括基础架构部分和向量指令、虚拟化、二进制翻译等扩展部分，近2000条指令。

龙架构已得到国际开源软件界广泛认可与支持，正成为与X86/ARM并列的顶层开源生态系统。已向GNU组织申请到ELF Machine编号（258号），并获得Linux、Binutils、GDB、.NET、GCC、LLVM、Go、Chromium/V8、Mozilla / SpiderMonkey、FFmpeg、libyuv、libvpx、OpenH264、SRS等音视频类软件社区、UEFI（UEFI规范、ACPI规范）以及国内龙蜥开源社区、欧拉openEuler开源社区的支持。

当前支持的芯片主要有：

• 1d100 超声波水表、热表和气表测量专用MCU芯片，集成CPU、FLASH、时间测量单元（TDC）、超声波脉冲发生器、温度测量单元（THSENS）、SPI、I2C、UART、MBUS、段式LCD控制器、ADC、RTC、空管检测、断线检测等功能模块。采用QFP80封装，休眠电流低于10μA，具备时差测量精度高、外设功能丰富、低功耗等特点，配合完善的编程、仿真、调试环境，大幅简化超声波流量测量系统的软硬件设计。
• 1c101 在龙芯1C100基础上针对门锁应用而优化设计的单片机芯片。该芯片集成Flash、SPI、UART、I2C、RTC、TSENSOR、VPWN、ADC等功能模块，在满足低功耗要求的同时，可以大幅减少板级成本。
• 1c102 一款嵌入式领域定制的芯片产品，主要面向智能家居以及其他物联网设备，采用龙芯LA132处理器核心，该芯片集成Flash、SPI、UART、I2C、RTC、TSENSOR、VPWM、ADC、GPIO等功能模块，在满足低功耗要求的同时，大幅减少板级成本，具有高稳定、高安全、低成本等特点。产品主要应用于智能门锁类产品、电动助力车、跑步机等。
• 1c103 芯片集成片上Flash、ATIM、GTIM、ADC、SPI、I2C、UART、RTC等功能模块，可输出带有死区的互补PWM信号，具备驱动舵机、有刷电机、无刷电机的原生支持，同时具备常见的通讯模块。龙芯1C103采用QFN32封装形式，芯片尺寸4.0mm*4.0mm。芯片尺寸小，各引脚可根据需求进行复用，应用场景灵活，可以满足高性价比的常见电机应用。产品主要应用于筋膜枪、修枝机、电锯、电扳手、跳绳机、风扇、汽车电子等。
• 2p0500 一款适用于单/多功能打印机主控SoC芯片，是打印/扫描整机中核心控制部件。龙芯2P0500芯片采用异构大小核结构，内置龙芯LA364、LA132处理器核以及512KB共享二级缓存，集成DDR3、GMAC、USB、打印接口、扫描接口、eMMC、PWM等多种功能模块，并实现功耗管理控制模块，单芯片可满足打印、扫描、复印等多种典型应用需求。
• 2k0300 是一款基于LA264处理器核的多功能SoC芯片，可广泛适用于工业控制、通信设备、信息家电和物联网等领域。该芯片采用高集成度设计，可提供丰富的功能接口，满足多场景应用需求，同时支持低功耗技术，能够在低能耗条件下进行高效处理。芯片主频1GHz，片内集成16位DDR4内存控制器，并集成丰富的外设接口：USB2.0、GMAC、LCD显示、I2S音频、高速SPI/QSPI、ADC、eMMC、SDIO和其他工控领域常用接口
• 2k0500 一款高集成度处理器芯片，主要面向工控互联网应用、打印终端、BMC等应用场景。片内集成64位LA264处理器核、32位DDR3控制器、2D GPU、DVO显示接口、两路PCIe2.0、两路SATA2.0、四路USB2.0、一路USB3.0、两路GMAC、PCI总线、彩色黑白打印接口、HDA及其他常用接口。此外，芯片实现ACPI、DVFS/DPM动态电源功耗管理等低功耗技术，支持多种电源级别和唤醒方式，可根据具体应用场景对芯片部分功能和高速接口进行动态时钟、电源开关控制，满足工控、网络安全等应用领域低功耗应用需求。
• 2k1000la 面向工业控制与终端等领域的低功耗通用处理器。芯片外围接口包括两路PCIE2.0、一路SATA2.0、4路USB2.0、两路DVO、64位DDR3及其它多种接口。
• 2k1500 内部集成2个LA264核，主频1.0GHz，在接口与功能方面，龙芯2K1500集成了DDR3、PCIE 3.0和SATA
  3.0接口，PCIE接口具备RC/EP模式和DMA功能，提供数量丰富的SPI、CAN、I2C、PWM等小接口和USB接口，支持eMMC功能。龙芯2K1500塑封版本采用FC-BGA封装，由于制程工艺的提升和低功耗设计方法的运用，其典型工作场景下功耗低于2.8W，可有效满足低功耗场景下的工控需求。
• 2k2000工业级 一款面向工控领域的通用SOC芯片，芯片中集成两个LA364处理器核，2MB共享二级缓存，典型工作频率1.4GHz。该芯片集成龙芯自主研发的3D
  GPU核，集成丰富接口，以及安全可信模块、CAN等特色接口。芯片在高性能/平衡模式下的功耗约为9/4W，在龙芯2K2000商业级的基础上，拓宽工作温度条件，增强可靠性相关特性参数，满足更复杂条件下的应用需求。
• 3a5000工业级 面向工控应用领域的通用处理器，基于龙芯自主指令系统LoongArch的LA464微结构，在龙芯3A5000高性能的基础上，拓宽工作温度条件，增强可靠性相关特性参数，满足更复杂条件下的应用需求。
• 3a6000工业级 面向工控应用领域的通用处理器，基于龙芯自主指令系统LoongArch的LA664微结构，在龙芯3A6000高性能的基础上，拓宽工作温度条件，增强可靠性相关特性参数，满足更复杂条件下的应用需求。

龙芯未来

正如白皮书中所言，中国人可以基于英文写文章挣钱，但不可能基于英文发展中国的民族文件，中国企业可以基于国外合法授权的指令系统做产品，但不可能基于国外指令系统发展安全可控的信息技术体系和产业生态。龙芯推出的自主指令系统loongarch，正在逐步并入国际上游社区，与X86、ARM、RISC-V等并列，且各个标准化，开源社区、生态建设、产品应用、行业实践、培育发展都在发力，相信在不久的将来，龙芯必定照样中华，走向世界。

附录

【1】还记得当年大洋彼岸的MIPS吗
【2】2022龙芯白皮书
【3】浅谈国产六大CPU芯片厂商
【4】龙芯中科胜诉上海芯联芯！
【5】龙芯处理器族谱篇
【6】龙芯开始授权IP，侵蚀ARM主体业务
【7】国产CPU未来就看它！龙芯2022年九连发：真正可以用了