集创赛_处理器设计应用赛道试题_芯来科技

第七届集创赛杯赛题目——芯来RISC-V杯

一、杯赛题目：蜂鸟E203 RISC-V内核的优化、扩展及应用

二、参赛组别：A组、B组

三、赛题任务：

基于蜂鸟E203 RISC-V内核的现有实现进行一定性能优化，以及扩展运算算子进行算力的提升。在此基础上完成系统级应用的实现，要求所实现的应用系统具有创新性、实用性以及市场应用前景。

具体要求如下：

1. 对蜂鸟E203    RISC-V内核的微架构实现进行一定优化，并通过Benchmark基准测试（Dhrystone、CoreMark、Whetstone）来进行系统性能测试，要求在同等软件环境下与原本蜂鸟SoC测试分数相比有一定提升，对蜂鸟内核微架构所进行的具体优化方式须在报告中详细说明。

说明：蜂鸟E203（hbirdv2 SoC），在Nuclei Studio（202204版）中直接运行HBird SDK（0.1.3）中集成相关BenchMark测试分数（工程默认编译选项，程序运行在ILM模式）如下。

? Dhrystone：1.28 DMIPS/MHz

? CoreMark： 2.12 CoreMark/MHz

? Whetstone：0.04 MWIPS/MHz

2. 对蜂鸟E203 RISC-V内核进行运算算子（譬如加解密算法、浮点运算、矢量运算等）的扩展，可通过NICE协处理器接口进行添加，也可直接实现RISC-V指令子集（譬如P扩展、F/D扩展、V扩展、B扩展、K扩展等）。

? 对于采用NICE协处理器接口进行的扩展实现，需要在蜂鸟软件开发平台HBird SDK中进行相关软件驱动的添加；

? 对于RISC-V扩展指令（P、V）的实现，可结合开源NMSIS库（DSP、NN）进行使用，同时也可对NMSIS库相关软件实现进行优化；

? 对于RISC-V扩展指令（K）的实现，可参考开源mbedTLS库中相关API进行函数库的实现及使用。

3. 对蜂鸟E203内核的调试模块进行扩展，目前蜂鸟E203内核的调试模块仅支持软件断点，可增加硬件断点功能的支持（选做）。

4. 对蜂鸟E203内核的中断管理模块进行优化，目前蜂鸟E203内核的中断硬件实现不支持向量化中断及中断嵌套，可增加向量化中断及中断嵌套的实现（选做）。

5. 基于上述的优化及扩展，完成一定系统级应用，系统级应用方向不限，需要体现出所添加内核扩展运算算子的使用及带来的性能提升。

6. 对于项目开发中，参考或使用到的其他开源IP需在报告中注明出处。

四、技术资源及参考资料

1. 蜂鸟E203 SoC源码（https://github.com/riscv-mcu/e203_hbirdv2）

2. 蜂鸟HBird SDK源码（https://github.com/riscv-mcu/hbird-sdk）

3. Nuclei Studio IDE（https://www.rvmcu.com/nucleistudio.html）

4. NMSIS库源码（https://github.com/Nuclei-Software/NMSIS）

5. 蜂鸟线上文档（https://doc.nucleisys.com/hbirdv2/）

6. 蜂鸟书籍（《手把手教你RISC-V CPU》上下册）

7. 蜂鸟架构讲解视频（https://www.rvmcu.com/campus-courseware.html）

8. RISC-V指令集架构文档（https://riscv.org/technical/specifications/）

9. 往届集创赛芯来RISC-V杯优秀作品分享（https://www.rvmcu.com/column-show-id-6.html）

五、提交内容：

1. 设计报告：

(1) 作品展板与PPT，包括但不限于团队介绍、项目研发情况、技术创新点、项目心得体会、后续工作。

(2) 设计报告，内容建议包括但不限于以下内容：蜂鸟E203内核微架构所做的优化工作及效果、扩展运算算子的具体实现及相关底层软件库的实现、功能仿真验证、系统整体应用及运行效果、项目总结及展望。

(3) 系统展示图片、视频

2. 设计数据：

(1) 硬件开发板原理图

(2) 软硬件设计源代码

(3) 仿真和测试结果

六、评分标准：

七、参赛资源说明：

1. 参赛所选用的FPGA开发平台限定于Xilinx FPGA，不得采用内含硬核处理器的FPGA芯片（包括不限于ZYNQ等），具体型号和开发板厂家不限。

2. 芯来科技将为参赛队提供免费的开发板租借服务（需要押金，参赛队伍赛后归还即可，如人为损坏或遗失将影响开发板押金的退还），在报名结束后开通借用通道。因为开发板数量有限（预计Nuclei DDR200T开发板    25块，Nuclei MCU200T开发板25块），申请者需在报名时提交一份开发板申请表（申请表下载），简述项目背景和以往成果，择优发放。借用板卡为Nuclei DDR200T开发板和Nuclei    MCU200T开发板，板卡详情请访问芯来科技官网开发板页面（https://www.nucleisys.com/developboard.php）进行查看。

3.    Nuclei开发板申请方式：完成报名后，填写申请表，提交至canhu@nucleisys.com，邮件主题为“报名编号（CICCXXXX）+第七届集创赛芯来科技开发板申请”，待企业通过审核后，将会在RVMCU社区公布名单，同时给出淘宝地址下单。

4. 实现完整应用所需硬件扩展模块由参赛队伍自行采购。

八、注意事项：

1. 参加企业命题杯赛的作品，需进行开源分享（包括设计源码）

2. 大赛组委会和杯赛企业对参赛作品的提交材料拥有使用权和展示权

3. 参赛项目可以参考现有公开发表的文献和论文内容，但应当在技术论文和答辩PPT中注明来源，且不能将参考的内容作为自己作品的创新部分。

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