實驗室概況
龍芯實驗室是龍芯中科技術股份有限公司的前瞻研究部門，同時也是中國科學院計算所微處理器中心與龍芯中科合作打造的科研創新平臺，從事處理器的性能分析、設計優化、互連及安全機制、新型處理器等前瞻領域研究，致力于下一代處理器技術的探索。
龍芯中科國家級博士后工作站設立在龍芯實驗室，進一步為國家自主創新“卡脖子”行業培養緊缺人才，培養敢于迎接挑戰、有志于從事應用、基礎研究的核心人才。博士后工作站相關研究方向、合作導師及申請流程等具體參見博士后工作站介紹。
龍芯實驗室目前有二進制翻譯、新型架構、安全機制、性能分析、新型操作系統等研究方向，團隊秉承求實、創新的科研理念，不斷銳意進取，研究成果已陸續應用于龍芯產品化應用方案，不斷為龍芯可持續發展注入動力。
龍芯實驗室致力于支持高校信息技術領域人才培養和科技創新工作，與高校伙伴在技術創新、學術交流、人才培養等領域深度合作，實現高質量合作共贏，建立以關鍵核心技術為基礎的創新與人才生態。
1、二進制翻譯
在國產處理器產業化推廣過程中，用戶對兼容運行已有軟件有強烈需求。二進制翻譯技術使得人們能夠在一種架構的計算機上運行為另一個架構的計算機設計的軟件，它為解決軟件兼容問題提供了有效渠道。IBM、蘋果和Intel等著名企業都采用了二進制翻譯技術來解決與其他平臺的軟件兼容問題。本研究組充分利用中科院計算所和龍芯已有的二進制翻譯經驗，結合指令集和處理器設計的硬件創新，實現動靜態結合、軟硬件結合的高效二進制翻譯系統，尋求二進制翻譯系統效率和完備性兩大方面的突破，支持國產處理器的大規模應用。
指導老師
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張福新
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中國科學院計算技術研究所
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微處理器研究中心副主任、正高級工程師、博士生導師
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研究方向：微處理器結構設計；性能分析；操作系統；軟件共享存儲系統等
研究組發表論文：
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1．Benyi Xie,?Xinyu Li,?Yue Yan,?Chenghao Yan,?Tianyi Liu,?Tingting Zhang,?Chao Yang,?Fuxin Zhang:On-Demand Triggered Memory Management Unit in Dynamic Binary Translator.?APPT?2023:?297-309.
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2．Xinyu Li, Yanzhi Lan,Niu Gen, Feng Xue, Fuxin Zhang:BTBench: A Benchmark for Comprehensive Binary Translation Performance Evaluation. ISPASS 2024: 36-47.
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3．Gen Niu, Fuxin Zhang, Xinyu Li:Eliminate the overhead of interrupt checking in full-system dynamic binary translator. SYSTOR 2022: 1-12.
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4．Zhaoxin Yang, Xuehai Chen, Liangpu Wang, Weiming Guo, Dongru Zhao, Chao Yang, Fuxin Zhang: MFHBT: Hybrid Binary Translation System with Multi-stage Feedback Powered by LLVM. APPT 2023: 310-325.
2、新型架構
隨著CMOS工藝尺寸逼近物理極限、人工智能、大數據等新興應用的大規模普及、以及舊信息體系不斷構筑的生態兼容壁壘，使得通用處理器的發展面臨三大挑戰：工藝墻、能效墻、指令墻。針對上述挑戰，本研究小組開展異構融合計算、多核推測并行、多態指令架構等創新微結構技術的研究，通過異構融合領域加速器適配新興應用破解能效墻問題，通過多核推測并行提升處理器性能破解工藝墻問題，通過多態指令架構高效兼容多指令系統破解指令墻問題。
指導老師
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王 劍
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中國科學院計算技術研究所
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微處理器研究中心主任、研究員、博士生導師
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研究方向：多核處理器結構設計；虛擬機技術以及系統軟件
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1．Wenqing Li, Jinpeng Ye, Fuxin Zhang, Tianyi Liu, Tingting Zhang, Jian Wang. “CUTE: A scalable CPU-centric and Ultra-utilized Tensor Engine for convolu- tions.” Journal of Systems Architecture(JSA), 2024, vol 149.
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2．Wenqing Li, Tianyi Liu, Ziyuan Xiao, Han Qi, Weipu Zhu, Jian Wang. “TCADer: A Tightly Coupled Accelerator Design framework for heterogeneous system with hardware/software co-design.” Journal of Systems Architecture(JSA) 2023, vol 136.
3、安全機制
近年來，熔斷和幽靈等基于處理器硬件漏洞的新型攻擊及其防御方法已成為安全領域的研究熱點。現代高性能處理器設計日益復雜，如何在提高性能的同時保障安全性是一個很值得研究的課題。龍芯3A4000/3A5000處理器實現了系列安全機制，能夠免疫熔斷攻擊，基本免疫幽靈攻擊，還提供了如硬件函數調用棧、安全區等硬件支持。本研究組在此基礎上研究如何進一步通過軟硬件創新實現更加完備和系統的安全機制。創新方向包括安全訪存指令支持、Cache等微結構安全設計、軟硬件協同監督等。
指導老師
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章隆兵
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中國科學院計算技術研究所
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微處理器研究中心副研究員、博士生導師
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研究方向：微處理器設計；并行處理
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1．李亞偉,章隆兵,張福新,等.基于軟硬協同的程序運行時安全保護機制[J].計算機學報,2023,46(01):180-201.
4、性能分析
現代高性能處理器設計高度復雜，其性能表現很難通過直覺和簡單數據來準確判斷，需要一套完整的分析工具平臺和細致的數據收集及分析。同時，隨著技術發展應用負載也不斷出現新的變化。除了很多應用負載規模不斷變大之外，云計算等新型應用環境也導致新的負載行為。處理器和負載越復雜，在流片生產之前準確判斷其性能的難度就越大。因此實驗室需要通過縮減數據集或者用若干片段的行為擬合大型負載表現等技術來實現高效準確的硅前性能預測方案。此外，通過在處理器內部設計各種性能數據收集設施，實驗室能夠從微結構層次分析各種負載行為，在了解負載和處理器的行為之后可進行針對性優化。
指導老師
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肖俊華
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中國科學院計算技術研究所
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微處理器研究中心高級工程師、碩士生導師
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研究方向：計算機體系結構；高性能處理器設計；性能分析和評估
5、新型操作系統
計算機軟硬件技術的發展為操作系統的變革提供了新的推動力。操作系統的應用領域不斷擴展，正在從以“人”為主的數十億信息設備擴展到以“物”為主的千億級智能物聯網設備。新型存儲、網絡和軟件框架的涌現給操作系統帶來了新的發展機遇。本研究組研究如何適應不同應用領域的個性化、智能化需求，如何更好地發揮新型硬件的優勢，如何進行有效的軟硬件協同創新，如何降低軟件開發的門檻等操作系統的新技術，探索實現自主編程框架和新型操作系統的可行方案。
指導老師
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張福新
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中國科學院計算技術研究所
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微處理器研究中心副主任、正高級工程師、博士生導師
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研究方向：微處理器結構設計；性能分析；操作系統；軟件共享存儲系統等
6、其他研究方向
包括且不限于處理器微結構、新型體系結構、存儲系統、高性能互連、片上檢測系統、編譯、虛擬化、編程架構等基礎軟硬件技術。
1、學術交流
2、聯合培養
龍芯作為自主技術體系的堅定建設者，多年深耕高等教育產教融合與自主體系人才培養。龍芯與中國科學技術大學先進技術研究院、中國科學院大學（計算技術研究所、微電子研究所）等高校及科研院所通過專業課程教材協同共建、校企雙導師制聯合指導、數字化資源共建共享、前沿技術引導教學實踐等多種方式，充分發揮產教雙邊優勢和組合效應，與上述合作高校/研究所聯合培養了數百名工程碩士，已經摸索出了比較成熟的產教融合工程研究生培養模式，為產業鏈企業輸出高質量人才，重點支撐國家“卡脖子”及戰略新興產業的發展。
龍芯已與清華大學、中國科學技術大學、北京航空航天大學、山東大學、南開大學、東北大學、浙江師范大學等高校聯合設立實習實踐基地，龍芯為每位實習實踐學生匹配科研項目并指定老師全程指導，部分優秀學生已經開始獨擋一面鍛煉成為新一代研發骨干。
綜合以上，龍芯致力于與高校深入合作，探索科教結合、理實結合的計算機學科高端人才培養新模式，為國家培養具有扎實理論基礎和卓越實踐能力的計算機領域優秀科技人才。
3、計算機類教材與課程建設
為深化產教融合，促進信息產業人才培養與產業需求緊密銜接，建設國產自主核心技術生態，龍芯在教育部計算機類專業教學指導委員會的指導下，聯合一批優勢高校，編寫基于 LoongArch
自主根技術的系統能力系列教材。該系列教材包含7本教材，覆蓋了匯編語言、計算機組成、操作系統、編譯原理等計算機專業基礎核心課程，2024年將陸續出版面世。
教材側重于解決高校計算機課程理論與實驗教學的實際痛點，以能力培養為導向，在經典教材實驗的基礎上做了大量結合實際應用的創新，兼顧普適教學及拔尖培養，必將成為應用前景廣闊的高質量計算機核心課程教材，有力推動高校計算機系統能力人才培養模式創新。
基于LoongArch指令系統的計算機系統能力系列教材
| 教材名稱 | 編著人 | 高校 |
|---|---|---|
| 匯編語言（基于LoongArch指令系統） | 張悠慧 | 清華大學 |
| 計算機系統（基于LoongArch+Linux平臺） | 袁春風 | 南京大學 |
| 計算機組成與實現（基于LoongArch指令系統） | 高小鵬 | 北京航空航天大學 |
| 操作系統內核構建實踐 | 張羽 | 西北工業大學 |
| 深入理解操作系統（基礎篇、提升篇） | 宮曉利、張金 | 南開大學 |
| 編譯原理實驗 | 張莉 | 北京航空航天大學 |
| 編譯系統設計與實現 | 李誠 | 中國科學技術大學 |
圍繞系列教材的體系化教學資源（課件、實驗手冊、慕課、管理系統、開源社區等）在完善建設中，大部分課程已在2023、2024年完成了面向教師的師資培訓以及面向學生的理論和實驗授課。教師可郵件至loongsonlab@loongson.cn聯系申請教學資源。
4、計算機類高校合作計劃
實現高水平科技自立自強，需要培養破解“卡脖子”技術難題的國家戰略性人才，龍芯中科在教育部高等學校計算機類專業教學指導委員會和系統能力培養研究專家組的指導下，錨定計算機系統能力建設，多年積累取得了豐碩成果。為深入推動計算機專業建設和創新人才培養體系改革，龍芯設立“北極星”計劃和“星火”計劃。
“北極星”計劃
2023年龍芯中科聯合中國科學技術大學、北京航空航天大學聯合發起“北極星”計劃，該計劃旨在推動基于LoongArch自主指令系統的計算機基礎學科建設，以國內一流高校課程體系建設為標桿樣本，輸出向外兼容的教學資源，為全國計算機教育提供參考借鑒和發展路徑示范。“北極星”計劃產出的計算機組成原理/計算機體系結構、操作系統、編譯原理等核心課程的教材（含教學課件）、實驗（含實驗指導手冊）、管理平臺（含自動評判、作業收發統計等功能）、慕課及開源社區等教學資源將在2024年陸續推出。
“星火”計劃
2024年龍芯中科匯集資金、軟硬件平臺等千萬級資源投入建設3年期“星火”計劃，該計劃旨在聯合更廣泛高校共建基于LoongArch國產自主指令系統之教學生態，同時進行三個維度的擴展，一是課程維度從專業基礎核心課程向專業應用課程擴展；二是資源維度從教材實驗向慕課、教學管理、開源社區等全方位資源擴展；三是適用性維度從拔尖人才培養向全層次及教育弱勢地區擴展，全面提升高校計算機系統能力教學質量與學生應對復雜系統的綜合設計開發能力。首批“星火”計劃合作高校將在2024年內完成評審簽約。
龍芯“北極星”計劃及“星火”計劃
5、中西部高校關鍵計算技術人才培養共同體
2024年5月，由教育部高等學校計算機類專業教學指導委員會系統能力研究專家組牽頭發起的中西部高校關鍵計算技術人才培養共同體正式成立。中西部高校關鍵計算技術人才培養共同體（以下簡稱“共同體”）由代表性高校與國產自主技術體系企業等75家單位共同發起。龍芯中科與清華大學、北京大學、北京航空航天大學、高等教育出版社、機械工業出版社共同擔任理事長單位。
共同體以推動中西部關鍵計算技術人才培養為宗旨，根據我國信息產業發展的需要，通過優勢專業協同建設、一流課程引領協同、高水平師資提升培訓、數字化資源充分共享、前沿技術中心構建等多種方式，充分發揮共同體群體優勢和組合效應，深化產教融合、推進校企合作，發揮數字化賦能關鍵計算技術人才培養的作用，提升中西部計算技術教育教學質量，重點支撐國家“卡脖子”及戰略新興產業的發展。
龍芯作為理事長單位加入中西部高校關鍵計算技術人才培養共同體
龍芯將從聯合實驗室、教材/課程共建、學科專業競賽、科研項目合作、師資培訓、教學實驗系統、實習實踐就業等多個領域切入，打造龍芯高等教育產學合作框架，形成高校信息化人才培養解決方案，毫無保留地分享龍芯信創人才培養經驗和智慧。
龍芯為共同體高校提供的資源
共同體成立后，將落實“加快建設教育強國、科技強國、人才強國”部署和《關于新時代振興中西部高等教育的意見》《國務院辦公廳關于深化產教融合的若干意見》等文件精神，關注教育信創“深度”與“廣度”建設，建設中西部“卡脖子”及戰略新興產業科技人才隊伍，聚力聚合打造全國計算技術人才培養的典范。
1、龍芯博士后工作站簡況
龍芯中科博士后工作站設立在龍芯實驗室。2020年12月，龍芯博士后科研工作站授牌成立，定位于進一步為國家自主創新“卡脖子”行業培養緊缺人才，培養敢于迎接挑戰、有志于從事應用、基礎研究的核心人才。在這里可以與業界技術大牛學習切磋，更可以深度接觸產業及科技前沿，獲得快速成長。熱忱歡迎優秀學子及行業精英加入我們，共同打造下一代自主創新基礎設施，共同建設國產核心技術生態！
龍芯博士后科研工作站導師信息如下：
目前我們招收博士后包括但不限于芯片設計、基礎軟件、云計算與大數據等方向，有意者可聯系loongsonlab@loongson.cn。
2、博士后申請
一、博士后進站
1、申請人條件
獲得博士學位，進站年齡一般在35周歲（含35周歲）以下；
不得申請進入授予其博士學位單位的同一個一級學科流動站；
定向委培、在職人員以及現役軍人身份的進站人員需脫產從事博士后研究工作；
不招收黨政機關領導干部在職進站從事博士后研究。
2、進站申請流程
進站申請流程詳情請見政策文件《北京市博士后進出站工作審核程序和注意事項》
1）申請入口
一、北京市支持
根據北京市人力資源社會保障局、北京市財政局2017年5月聯合下發《關于印發<北京市博士后工作經費資助管理辦法>的通知》執行，對于博士后的經費支持包含日常經費資助、科研活動資助、國際交流培養資助等三部分，對于國際交流培養引進項目最高可獲得70萬總資助，對于非國際交流培養引進項目最高可獲得30萬總資助，詳情參見政策文件《北京市博士后經費介紹》。出站后，本人及配偶、子女可在京落戶（房產戶或集體戶）。
二、公司支持
為博士后提供前沿課題研究方向及帶團隊機會，不同領域博導悉心指導。
提供優厚的工資待遇。
出站就業自由選擇，根據本人意愿，可選擇留龍芯，也有機會進入中科院計算所工作。
政策文件附件下載：
附件1：全國博士后管委會辦公室關于改進博士后進出站有關工作的通知.pdf
附件2：中國博士后科學基金資助規定.pdf
附件3：中國博士后科學基金資助指南(2020年度）.pdf
附件4：博士后人員進站辦事指南.pdf
附件5：北京市博士后經費介紹.pdf
附件6：北京市博士后進出站工作審核程序和注意事項.pdf
發展以CPU和操作系統為代表的自主基礎軟硬件，是國家的戰略需求，而人才培養是滿足該戰略需求的必要條件。龍芯致力于支撐服務與新一代信息技術應用深度融合的計算機類專業教育，建立適應當前軟硬件技術發展趨勢的高素質創新人才培養體系。
龍芯為《計算機系統結構基礎》（第3版）的所有讀者免費提供全文PDF（附件1）及配套學習資源下載，也可訪問 https://foxsen.github.io/archbase/ 獲得PDF/HTML/DOCX格式全文及配套學習資源（讀者可通過github項目管理系統反饋問題）。希望本書的開源能夠使之得到更廣泛地應用，真正有助于高校計算機系統能力的培養，也歡迎更多的批評指正意見，使之能夠更快成熟。
本書還為高校教師配套全套教學課件及習題參考答案，請下載填寫附件2：課程資源申請表發送至loongsonlab@loongson.cn聯系獲取相關資源。同時推薦使用《CPU設計實戰》作為高校相關課程的配套實踐教材。
感謝機械工業出版社提供了精心排版的電子版本和相應資源文件，讀者也可訪問華章網站 http://www.hzbook.com/ 下載本書電子版本。
附件1：《計算機系統結構基礎》（第3版）電子版.pdf
附件2：課程資源申請表.docx
獨一無二的創新平臺：同時擁有中科院的學術平臺和龍芯中科的產業平臺。
面向前沿需求的挑戰性課題：我們的課題來自與國際巨頭競爭的需求和實際產業的需求，我們的成果將以最快的速度被實際應用。
友好上進的團隊氛圍：我們有一批功力深厚視野開闊的導師，一批基礎扎實思維活躍的研究生，對技術的追求是團隊成員的共同理想。
有競爭力的薪酬和良好的發展前景：企業連續多年營業額及利潤高速成長，有機會成為中國信息技術的核心支撐企業。
1、科研職位
1） 招聘需求
校招：211/985院校相關專業碩士及以上學歷
社招：工作年限3年以上，相關領域經驗豐富
2） 崗位要求
系統軟件工程師（4名）
從事固件、操作系統、編譯器、即時編譯和二進制翻譯等系統軟件領域的工作。熟悉C/C++程序設計，對計算機體系結構有較好的理解。熟悉Linux/Gcc/Qemu/Wine/LLVM等優先。
體系結構工程師（2名）
從事芯片體系結構性能分析和結構設計領域的工作。計算機、微電子或相關專業碩士以上學歷，有芯片設計相關經驗。熟悉系統軟件者優先。
3） 工作地點
北京、合肥、南京、西安等龍芯中科設有子公司的城市，特別優秀者可接受遠程辦公。
4） 聯系方式
簡歷提交或咨詢請聯系：loongsonlab@loongson.cn
2、博士后
1） 招聘需求
專業：計算機、電子/微電子、自動化等相關專業博士學位
崗位：高性能計算系統方向、面向人工智能的計算機體系結構方向、芯片設計方向（不限于CPU、GPU、AI）、基礎軟件方向、云計算與大數據方向等科研崗人數：5人
2） 崗位要求
在芯片設計（包括但不限于CPU、GPU、AI）、基礎軟件、云計算和大數據相關領域參與或帶領團隊從事前沿技術研究，領域內發表過高質量論文或獲得過專利/軟件著作權，進站年齡不超過35歲,強烈責任心，良好的溝通及團隊合作精神，帶過研發團隊者優先
3） 工作地點
北京
4） 聯系方式
簡歷提交或咨詢請聯系：loongsonlab@loongson.cn
3、實習崗位
1） 招聘需求
計算機、電子/微電子、自動化等相關專業碩士或博士在讀學生，二進制翻譯、處理器性能分析、安全機制、內存計算等方向科研崗。處理器結構設計、后端物理設計及電路設計、GPGPU及圖形加速、操作系統內核、編譯等、云計算及虛擬化等方向科研崗
2） 崗位要求
學習能力強，有進取心，善于溝通，有團隊合作精神，責任感強，實習期不少于6個月，全勤實習C9、985院校學生優先
3） 工作地點
北京
4） 聯系方式
簡歷提交或咨詢請聯系：loongsonlab@loongson.cn
