共建·共享·共育：開源《RISC-V導(dǎo)論》課件賦能高校人才培養(yǎng)新模式
人才是技術(shù)進(jìn)步的基石，教育是滋養(yǎng)生態(tài)的沃土。上海開放處理器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心（SOPIC）聯(lián)合全國十二所高校，歷時(shí)半年精心編撰了《RISC-V導(dǎo)論：設(shè)計(jì)與實(shí)踐》研究生選修課開源課件，已于7月17日正式發(fā)布。據(jù)悉該課件共有600多頁，為開發(fā)者提供了系統(tǒng)的技術(shù)學(xué)習(xí)資源。
值此課件發(fā)布之際，7月18日，第五屆RISC-V中國峰會同期舉行了教育與人才培養(yǎng)分論壇，圍繞“開源《RISC-V導(dǎo)論》課件”展開了圓桌討論，詳細(xì)闡述了該課件的設(shè)計(jì)理念??以及產(chǎn)教融合路徑??。
師父領(lǐng)進(jìn)門，修行在個(gè)人？
長期以來，中國教育實(shí)踐表現(xiàn)出“師父領(lǐng)進(jìn)門，修行在個(gè)人”的特點(diǎn)，盡管強(qiáng)調(diào)了個(gè)人在學(xué)習(xí)和成長過程中的主體性和能動(dòng)性，但隨著時(shí)代快速發(fā)展和AI技術(shù)演進(jìn)，仍由學(xué)生慢慢摸索的方式已導(dǎo)致學(xué)生知識鏈的割裂現(xiàn)象——正如在招聘中的常見現(xiàn)象：硬件方向?qū)W生不熟悉軟件，軟件方向?qū)W生不懂硬件。
對此，芯來科技創(chuàng)始人胡振波主張通過一門整合性課程，打通從底層指令集架構(gòu)（ISA）、SoC設(shè)計(jì)到編譯器與操作系統(tǒng)的完整知識鏈，幫助學(xué)生建立系統(tǒng)思維。
RISC-V學(xué)習(xí)層面??，胡振波強(qiáng)調(diào)需糾正“學(xué)RISC-V等于學(xué)CPU設(shè)計(jì)”的誤區(qū)。他認(rèn)為RISC-V作為標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，重點(diǎn)應(yīng)培養(yǎng)??應(yīng)用型人才??而非設(shè)計(jì)者，類比“培養(yǎng)嫻熟司機(jī)而非汽車工程師”。其課程目標(biāo)并非教授CPU設(shè)計(jì)，而是引導(dǎo)學(xué)生更好地駕馭和使用RISC-V技術(shù)，推動(dòng)技術(shù)和生態(tài)的普及。
上海開放處理器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心高級顧問段建鋼補(bǔ)充了企業(yè)視角：“企業(yè)當(dāng)然希望學(xué)生不光學(xué)理論，關(guān)鍵能動(dòng)手、會解決真問題。像這種打通了硬件、軟件、操作系統(tǒng)的綜合課，學(xué)生至少能建立??系統(tǒng)級的認(rèn)知??，知道做這事需要哪些知識拼圖，以后無論往哪個(gè)方向鉆，心里都有譜。”同時(shí)他建議采用??對比學(xué)習(xí)法??，將RISC-V與x86/ARM架構(gòu)對照，理解技術(shù)差異與設(shè)計(jì)取舍。他還提出引入企業(yè)實(shí)踐問題進(jìn)課堂，通過真實(shí)場景訓(xùn)練動(dòng)手能力，并篩選出適配RISC-V領(lǐng)域的人才。
《RISC-V導(dǎo)論》的四個(gè)模塊
據(jù)悉，《RISC-V導(dǎo)論：設(shè)計(jì)與實(shí)踐》課程分為四大模塊：??第一模塊聚焦RISC-V指令集與處理器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)??，奠定芯片底層原理認(rèn)知；??第二模塊進(jìn)階至基于RISC-V的SoC硬件架構(gòu)??，解析系統(tǒng)級芯片的集成設(shè)計(jì)；??第三模塊轉(zhuǎn)向嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)??，強(qiáng)化軟硬協(xié)同開發(fā)能力；??第四模塊切入智算時(shí)代前沿??，探索RISC-V在智能化場景的應(yīng)用演進(jìn)。
（1）第一模塊
復(fù)旦大學(xué)未來信息創(chuàng)新學(xué)院教授鄒卓將第一模塊的課程比喻為"導(dǎo)論中的導(dǎo)論"，目標(biāo)是吸引學(xué)生和承上啟下。課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)關(guān)注三點(diǎn)：其一，??擴(kuò)大受眾范圍??，尤其吸引計(jì)算機(jī)科學(xué)（CS）背景學(xué)生參與。當(dāng)前集成電路（EE）與計(jì)算機(jī)科學(xué)（CS）教學(xué)體系割裂嚴(yán)重，課程需跨越專業(yè)界限，覆蓋更廣泛群體，如信息學(xué)院整合計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科。其二，??強(qiáng)化ISA的核心地位??。ISA作為軟硬件接口是課程關(guān)鍵樞紐，通過首模塊系統(tǒng)性知識覆蓋，涵蓋架構(gòu)設(shè)計(jì)、DSP開發(fā)及軟件應(yīng)用，彌合學(xué)生因本科背景差異導(dǎo)致的認(rèn)知斷層。其三，??傳遞RISC-V的核心精神??。要讓學(xué)生明確認(rèn)識到RISC-V是開放的、開源的，需闡明RISC-V與x86/ARM的演進(jìn)關(guān)系及設(shè)計(jì)理念異同，避免學(xué)生僅會操作技術(shù)而不解其淵源。
鄒卓希望，未來《RISC-V導(dǎo)論》能夠和數(shù)字電路設(shè)計(jì)兩本書融合，使其成為計(jì)算機(jī)教育體系的新支柱。
從現(xiàn)場投票結(jié)果看，漸進(jìn)式實(shí)踐項(xiàng)目（31%）、產(chǎn)學(xué)研直通車（25%）、研究驅(qū)動(dòng)（23%）是激發(fā)學(xué)生對RISC-V研究興趣的三大可行方式。
（2）第二模塊
《RISC-V導(dǎo)論》第二模塊旨在引導(dǎo)學(xué)生??快速應(yīng)用RISC-V技術(shù)于SoC硬件架構(gòu)開發(fā)??，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”的教學(xué)核心。
上海交通大學(xué)波集成電路學(xué)院副教授孫亞男指出，為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容在承接首模塊處理器知識基礎(chǔ)上，??系統(tǒng)性補(bǔ)充SoC設(shè)計(jì)所需的完整知識鏈??——包括外設(shè)接口、總線協(xié)議、基礎(chǔ)IP模塊及全流程設(shè)計(jì)方法，并引入多家企業(yè)的低功耗與高性能實(shí)戰(zhàn)案例，使學(xué)生通過完整芯片級實(shí)踐深化對MCU等場景的理解。
同時(shí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)兼顧背景差異。首階段基于蜂鳥E203處理器的中斷異常處理實(shí)驗(yàn)建立基礎(chǔ)能力，后續(xù)融入AI場景實(shí)戰(zhàn)；未來計(jì)劃升級為交大自研神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等綜合案例。
她同時(shí)指出需解決實(shí)踐資源瓶頸，如開發(fā)板配置、助教人力及上板調(diào)試支持，呼吁企業(yè)界與高校共建硬件平臺與教學(xué)資源，協(xié)同推進(jìn)本土RISC-V與SoC人才培養(yǎng)生態(tài)的建設(shè)。
在面對“RISC-V SoC實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)中最大難題”的單選題時(shí)，孫亞男坦言，這四項(xiàng)都是難題。比如說：RISC-V SoC實(shí)驗(yàn)與產(chǎn)業(yè)界的實(shí)際項(xiàng)目確實(shí)存在較大距離（33%）；對于未來而言，可以做一些有選擇性進(jìn)階式的，或者后續(xù)遴選一批能夠從事RISC-V深度的工作，把它視為一個(gè)職業(yè)規(guī)劃。又比方說：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容深度與廣度難以平衡（33%），后續(xù)需要補(bǔ)充更高階的難度實(shí)驗(yàn)，供有興趣的同學(xué)進(jìn)一步探索；同時(shí)也離不開企業(yè)專家深度的參與，與學(xué)生共同挖掘?qū)嶒?yàn)內(nèi)容的深度。
（3）第三模塊
接下來聚焦軟件以及軟硬協(xié)同。復(fù)旦大學(xué)計(jì)算與智能創(chuàng)新學(xué)院高級工程師張睿指出，當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的普遍問題在于過度聚焦“怎么做”而忽視“為什么做”，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)淪為操作手冊式的流程復(fù)現(xiàn)。為此，第三模塊的設(shè)計(jì)以??問題驅(qū)動(dòng)與項(xiàng)目導(dǎo)向??為核心：從機(jī)器人、智能設(shè)備、AI等產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生通過反向推演分析需求，如硬件選型、軟件優(yōu)化、軟硬協(xié)同，強(qiáng)化對技術(shù)決策邏輯的理解。
第三模塊課程內(nèi)容采用??全棧貫通式架構(gòu)??：從寄存器配置到操作系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制，再延伸至真實(shí)產(chǎn)業(yè)案例（如PWM控制、串口開發(fā)），串聯(lián)底層原理與應(yīng)用創(chuàng)新，使學(xué)生既能解決實(shí)際問題，又能參與輪子再造。最終目標(biāo)是依托前兩模塊的硬件基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生以系統(tǒng)思維將RISC-V技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際解決方案的能力。
同時(shí)，張睿特別強(qiáng)調(diào)??RISC-V的開放生態(tài)優(yōu)勢??——其開源特性不僅支持硬件定制，更賦能開發(fā)工具鏈、操作系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件的自主優(yōu)化，為解決“卡脖子”問題提供實(shí)踐契機(jī)。
關(guān)于??RISC-V嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方面，超半數(shù)業(yè)者更關(guān)注“系統(tǒng)開發(fā)如何與具體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用結(jié)合，廠商能夠提供什么技術(shù)支持和應(yīng)用生態(tài)”（58%）。
（4）第四模塊
西安交通大學(xué)微電子學(xué)院教授梁峰將第四模塊定位為“智算時(shí)代的RISC-V”，旨在通過??技術(shù)演進(jìn)邏輯與場景化實(shí)踐??引導(dǎo)學(xué)生突破傳統(tǒng)思維框架。模塊設(shè)計(jì)聚焦三大核心支點(diǎn)：其一，??揭示智算時(shí)代的技術(shù)必然性??。從摩爾定律失效切入，分析后摩爾時(shí)代算力瓶頸如何驅(qū)動(dòng)架構(gòu)革新——從單核轉(zhuǎn)向多核/GPU并行計(jì)算，再演進(jìn)至能效導(dǎo)向的DSA（領(lǐng)域?qū)Ｓ眉軜?gòu)）及存算一體技術(shù)，最終指向異構(gòu)集成與Chiplet（芯粒）的產(chǎn)業(yè)化路徑，為學(xué)生構(gòu)建技術(shù)演進(jìn)的全局認(rèn)知。其二，??強(qiáng)化RISC-V的擴(kuò)展性優(yōu)勢??。結(jié)合AI場景碎片化特征（如Transformer架構(gòu)的普及），突出RISC-V開放指令集對定制化加速的支撐價(jià)值，尤其強(qiáng)調(diào)其與AI、區(qū)塊鏈構(gòu)成的“技術(shù)黃金組合”在五年內(nèi)的顛覆潛力，為中小創(chuàng)業(yè)者提供架構(gòu)級創(chuàng)新入口。其三，??設(shè)計(jì)階梯式實(shí)踐體系??。通過三個(gè)遞進(jìn)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)能力躍遷：基礎(chǔ)層以矩陣計(jì)算建立并行思維；進(jìn)階層引入國獎(jiǎng)競賽作品剖析準(zhǔn)工業(yè)級DSA設(shè)計(jì)；綜合層融合開源項(xiàng)目（如知名RISC-V AI項(xiàng)目）進(jìn)行系統(tǒng)級創(chuàng)新分析，推動(dòng)學(xué)生從理論認(rèn)知邁向產(chǎn)業(yè)問題解決。
梁峰總結(jié)道，第四模塊最終目標(biāo)是通過技術(shù)邏輯推演與前沿實(shí)踐的結(jié)合，使學(xué)生理解RISC-V不僅是自主可控的替代方案，更是重構(gòu)算力生態(tài)的支點(diǎn)。
RISC-V產(chǎn)學(xué)研的難題及展望
最后，你認(rèn)為最需解決的產(chǎn)學(xué)研協(xié)作難題是什么？現(xiàn)場投票結(jié)果顯示：
- 目標(biāo)對齊困難（30%）：學(xué)術(shù)研究注重創(chuàng)新性，而產(chǎn)業(yè)更關(guān)注落地可行性（如能效與成本的平衡）；
- 實(shí)驗(yàn)條件鴻溝（29%）：企業(yè)級AI場景（如大模型推理）與教學(xué)硬件（FPGA/開發(fā)板）的性能差異；
- 可持續(xù)性不足（22%）：缺乏校企聯(lián)合的資源更新機(jī)制（如算力支持、案例庫定期迭代）；
- 跨學(xué)科整合（19%）：需同步覆蓋指令集擴(kuò)展、算法優(yōu)化、工具鏈適配等復(fù)合知識體系；
可見，RISC-V生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展，需以??系統(tǒng)性人才培養(yǎng)為基石??，以??跨領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新為引擎??。其開放指令集的繁榮不僅依賴于核心技術(shù)的迭代突破，更需要??產(chǎn)業(yè)應(yīng)用與區(qū)域生態(tài)的深度融合??。我們有理由相信，隨著《RISC-V導(dǎo)論：設(shè)計(jì)與實(shí)踐》開源課程體系的推廣，國內(nèi)RISC-V教育普及度將顯著提升，為產(chǎn)業(yè)輸送兼具理論基礎(chǔ)與實(shí)戰(zhàn)能力的復(fù)合型人才。
