开源EDA+开源IP+国产工艺，芯片点亮！开放试用与流片申请
2025-09-0227
ECOS团队基于开源EDA+开源IP+国产110nm工艺完成了一款开源SoC芯片的流片与点亮工作。这对于“一生一芯”和整个ECOS团队来说，都是一个重要的里程碑！
“一生一芯”背后有一个技术支持团队——ECOS团队。ECOS源自 EDA、Chip、OneStudentOneChip、System的首字母，同时为 Ecosystem 的前四个字母，表意为“生态”。ECOS团队致力于构建开源芯片设计解决方案，覆盖开源EDA工具、开源IP和开源SoC等，并提供后端设计、流片、PCB板卡等技术支持。 事实上，伴随着2019年首期“一生一芯”的启动，中国科学院计算所包云岗研究员就已经开始带领团队布局使用开源EDA和开源IP支持“一生一芯”流片。到2020年启动iEDA项目，开发开源的EDA物理设计工具；再到2021年做开源IP、开源SoC，后端设计和PCB板卡等。我们一直在努力构建“基于开源EDA、开源IP和开源PDK的芯片设计解决方案”。如此，同学们就可以自由地学习和设计自己的芯片，而不需要受到EDA、IP和PDK等必要工具和数据license授权的限制。经过长达六年的尝试，我们终于达成了里程碑，可以迈出下一步了。1、我们使用开源EDA和开源IP在 110nm上流片成功。这是我们第四次在110nm上成功流片。每次流片，我们都会持续改进开源EDA工具。直至此次流片，我们确信，我们的方案基本具备了在110nm上稳定流片的能力，并可以向同学们开放测试了。这也是“一生一芯”一直推迟了好多年的“处理器芯片全链条设计能力”中的后端部分的重要补充。2、我们的开源EDA工具打通了创芯 55nm 开源PDK支持。未来我们的开源EDA和IP，将主要围绕创芯 55nm 展开。值得一提的是，在创芯55nm上，我们会推出开源的 DDR3 Controller 和 PHY，把开源芯片的能力直接拔升到 2005年左右的主流计算机芯片水平。注：浙江创芯开源了55nm PDK，并开放了流片渠道（下文简称“创芯55nm”）。3、我们将开放一批 55nm 工艺上的免费流片（12月批次）。有兴趣的老师和同学，可以带着自己的代码（自己开发或者基于开源项目）来申请。对后端感兴趣的同学，可以自己用开源EDA完成后端设计，我们将提供技术支持。详情请见文末。
这颗芯片内部集成有一个PicoRV32开源处理器核，该处理器核支持RV32IMC指令集组合，并带有一个内置的中断控制器，使其能够响应外部中断请求。芯片SoC框架选用的是retroSoC MINI（https://github.com/retroSoC），其最初设定的目标是能支持一款轻量级的MCU芯片（5万个Instances左右），内部集成有总线桥、统一的时钟与电源域管理模块、时钟复位模块（支持动态调整频率）、丰富的存储器IP（如SPI FLASH、QPI PSRAM等）和接口IP（如UART、QSPI、I2C、GPIO等），可以完成UART串口读写、GPIO输入检测与输出控制、PWM舵机控制、基于I2C和QSPI接口的传感器数据采集、定时器中断、随机数生成等功能，对标意法半导体STM32F103，支持的嵌入式解决方案主要有智能手环、机械臂、四轴飞行器等。
芯片具体规格参数如下：
- 128KB 片上SRAM，并支持外接最高8MB的PSRAM（运行频率144MHz）
- 1 x RCU（时钟复位模块）、18 x GPIO（通用输入输出）
- 1 x RNG（随机数生成器）、2 x TIM（定时器）、4 x PWM（脉冲宽度调制）、1x I2C（内部集成电路总线）、1 x SPFS（SPI FLASH控制器）、1 x UART（通用异步接收发送器）、1 x ARCH（架构信息）、2 x QSPI（四线串行通信接口）
鉴于很多同学前来咨询，ECOS团队计划开启对本颗芯片的领用、试用和试售。1、“一生一芯”正式学员，可以按需免费领用（返回开箱及点亮视频或文章）。其他爱好者，可以付费购买，价格预计在100元左右（收益会用于“一生一芯”和开源芯片技术迭代）。【有兴趣的同学，可以加底部微信群】。
2、开发板套件中，包括一块集成有当前芯片的PCB板卡、用于供电和烧写程序的USB线缆、一些常用的电子开发套件（杜邦线、面包板、LED、开关、温湿度传感器、LED屏幕等）、一套软件工具包（烧写软件、编译工具链、示例程序等）、ECOS团队周边（如贴纸）等。
3、此次芯片回片数量有限，ECOS团队计划先发布50套板卡，希望所有对开源芯片软硬件生态感兴趣、长期活跃于嵌入式社区的专业人士、或者热衷于用开源芯片设计嵌入式应用的个人爱好者参与到我们ECOS团队本次芯片的试售需求调查以及后续芯片的上手体验中来。此外，我们非常鼓励大家录制板卡的开箱视频、编写详细的上手测试以及嵌入式应用开发文章、或者将使用过程中暴露出的问题以及改进建议反馈给我们。
ECOS团队预计在今年12月底使用开源IP+开源SoC+开源EDA+创芯（ICSprout）55nm 开源PDK完成一颗开源SoC芯片的流片。区别于上一颗芯片，该颗芯片将使用创芯55nm开源PDK，可以被称作是完全开源的芯片，敬请关注。这颗芯片的设计流程包含：开源IP和SoC、开源的仿真验证工具（verilator、iverilog）、开源的RTL2GDS工具链（yosys + iEDA+klayout）和开源的PDK（创芯55nm）。如果芯片最终能够成功点亮，开源芯片技术将迈进关键一步。在大多数人的认知里，研发芯片的成本很高，这其中有工具费用（EDA工具和IP）、人员费用、制造费用（流片和封装）等，动辄要几百上千万。但是，随着开源芯片设计解决方案（开源EDA+开源IP+开源PDK）的逐步成熟，设计一颗芯片并流片验证的门槛和成本都在大幅降低。事实上，如果不追求极致 PPA，借助开源解决方案，一颗中小规模（百万门级）的芯片（如Rocket-chip）的成本（设计+工具+制造）可以降低到 5万到10万之间。亦即，如果有同学想要设计一套搭载自己芯片的开发板（单价100元/张），只需有 1000个人愿意为此买单，就完全可以摊回成本。更小一点的芯片（十万门级），成本甚至可以降低到 1万，只需要有100个人愿意买单就可以了。比如，你可以与其他同学组队设计一个处理器SoC，用作明年操作系统实验课的教材设备。你也可以在里边加入自己的定制模块，用来加速你的算法，用在自己的机器人上，这并不会使芯片成本增加太多。
今年12月份的创芯55nm班车上，会搭载“一生一芯”学员芯片，以及开源EDA和开源IP的测试流片。为了支持社区喜欢做开源硬件的同学，同时测试当前开源芯片解决方案的质量，我们决定划出一块面积，用于支持社区免费流片。大家可以自己开发、也可以基于现有开源项目（如Chipyard、PULP等）开发自己的 SoC，投递到项目组，申请免费流片。流片截止时间预计为 12月中旬，因此大家提交代码的时间需要在 10月31日之前。
大家可以提交SoC的RTL代码，后端交给ECOS团队来做。对后端感兴趣的同学，也可以尝试自己做后端设计，我们会提供55nm 开源PDK的数据以及开源EDA的技术支持。
同学们也可以只提交处理器核，接入到ECOS团队的开源 SoC 里。
规模限定在10万 instance 以下（使用yosys，基于创芯55nm开源PDK综合后的数据）。
开源PDK中的SRAM和PLL仍在研发中，请关注我们的进一步通知（预计10月份可以推出）。
申请流片的代码，可以自己开发，也可以基于开源项目开发。但不可以有知识产权问题，并且可以对外开源。
不要求充分验证，但可以完成基本测试，例如 riscv-tests、启动 RT-thread 或 Linux、运行典型负载和Benchmark等。
为了让大家更好地了解此次活动。我们建了一个微信群，同时安排一次小规模的宣讲会/讨论会。感兴趣的老师和同学，可以来上线参加。会议信息如下：腾讯会议链接：https://meeting.tencent.com/dm/ZafjB30Hyt6L
“一生一芯”专注培养处理器芯片及计算机系统人才，提升同学们的“计算机软硬件系统协同设计能力”和“芯片全链条设计能力”，坚持开放性和公益性，不限学校、专业和年级，均可免费报名和学习(可零基础)，支持国内在校生免费流片（不限名额）。
“一生一芯”计划报名入口：
ysyx.org
（登录官网，点击立即参与，开启学习之旅）
点我访问原文链接
