作者： 沈綸銘(Odin Shen)，Arm首席解決方案架構師；鄭蕙芩(Ann Cheng)，Arm首席工程師
這是一套實用的學習路徑，以協助開發者在實體晶片問世前，於RD-V3平台建置、模擬及驗證複雜的韌體堆疊。
本篇部落格文章將介紹 Arm Neoverse RD-V3軟體堆疊學習路徑，協助開發者加速 Arm Neoverse CSS V3 平台複雜韌體的早期啟動與pre-silicon驗證。此學習路徑針對韌體開發者面臨的核心挑戰，提供：
- 可重現的容器化開發環境。
- 完整軟體堆疊的開機流程模擬。
- 模組化韌體架構。
- 易於整合CI/CD的自動化機制。
了解這套學習路徑如何協助團隊更有信心地建置、模擬及驗證關鍵韌體堆疊，降低開發風險，並縮短雲端與基礎設施 SoC 的產品上市時程。
Neoverse CSS V3：加速雲端 SoC 開發
Arm Neoverse CSS V3是專為雲端與基礎設施應用打造的運算子系統 (Compute Subsystem)，兼具高效能與可擴充性。它整合Neoverse V3 CPU核心、系統層級IP、驗證工具套件及完整軟體堆疊，協助合作夥伴更有效率地推出客製化SoC，同時降低風險並縮短產品上市時程。
現代雲端SoC正快速演進，架構也日益複雜。以CSS V3為基礎的SoC可包含：
- 最多搭載 70 個 Neoverse V3 核心。
- 採用 CMN S3 或 Cyprus 互連架構。
- 整合多項系統控制與安全元件，例如 RSE、SCP、MCP 與 LCP。
因此，現今的基礎設施SoC已成為高度整合的系統，需要各項元件精確協同運作。面對現代SoC的規模與複雜度，傳統的人工韌體驗證方式已不足以因應。
已有愈來愈多生態系合作夥伴採用CSS V3做為開發基礎，包括超大規模雲端服務供應商、資料中心晶片業者及開源社群。這些採用案例有助於加速部署、提升系統穩定性，並可針對差異化效能進行重點最佳化。
透過CSS V3，合作夥伴可針對特定雲端工作負載調整平台，例如AI/ML推論、資料庫加速或高效能網路，打造具競爭力、並針對工作負載最佳化的 SoC 解決方案。
Arm提供Neoverse RD-V3平台，協助開發者在CSS V3上建置安全且經過驗證的開機流程。這些參考設計是由Arm建立、可重現的運算子系統範例，並採用Neoverse IP建構。RD-V3平台包括：
- 最多搭載70個Neoverse V3核心。
- 採用CMN S3或CMN Cyprus互連架構。
- 系統控制與安全模組：RSE、SCP、MCP 及 LCP。
- 支援多晶片，並可透過雙晶片FVP（固定虛擬平台）進行虛擬原型設計。
RD-V3不僅支援硬體原型設計，也能協助韌體工程師建立可重現且可擴充的流程，用於系統啟動、整合與pre-silicon驗證。
韌體開發者面臨的核心挑戰
CSS V3與RD-V3提供了穩固的架構基礎。然而，韌體與平台工程師在開發過程中，仍面臨多項實務挑戰：
- 開發環境不一致：不同團隊可能採用不同版本的開源專案與相依套件，因而增加整合難度及長期維護成本。
- 早期驗證機會有限：在缺乏硬體的情況下，很難有效測試開機流程與系統組態。
- 缺乏驗證檢查點：CSS 涉及多個 CPU 子系統協同運作。即使只是小幅修改韌體，也可能引發難以診斷的系統層級錯誤。
- 開機流程不透明：從 RSE 到應用處理器的多階段初始化流程通常難以追蹤，且缺乏易於取得的日誌或除錯支援。
- 手動且無法重現的整合流程：測試與整合通常仰賴臨時性的處理方式，難以支援快速迭代或持續驗證。
RD-V3單晶片開機流程
實用的解決方案：RD-V3軟體堆疊學習路徑
Neoverse RD-V3 軟體堆疊學習路徑可協助開發者因應這些挑戰。它提供具引導性、可重現且易於自動化的環境，用於模擬、測試與pre-silicon驗證，並介紹擴展開發流程及縮短除錯時間所需的工具、作業流程與平台知識。
以下是這套學習路徑帶來的五項主要價值：
- 可重現的容器化開發環境
此學習路徑採用以Docker為基礎的工作流程，確保所有開發者都能在一致的環境中進行模擬與建置。這有助於減少因開發環境差異所造成的錯誤，同時簡化跨團隊協作與除錯。
- 端對端開機流程模擬
開發者可模擬並檢視開機流程的每個階段，從 Runtime Security Engine（RSE）一路到應用處理器（AP）。此平台支援 TF-A、UEFI、GRUB 與 Linux 核心元件，協助開發者了解初始化順序及跨元件互動。
使用 RD-V3 固定虛擬平台（FVP）進行模擬時，開發者會與多個 UART 終端機互動。每個終端機皆連接至特定的 CPU 子系統，可直接查看安全與非安全域中的韌體及系統行為。
這項模擬可讓開發者更輕鬆地：
- 追蹤早期開機階段（例如 RSE 與 SCP），不受後續系統日誌干擾。
- 針對安全域與非安全域之間的切換進行除錯。
- 驗證各子系統是否完成預期的初始化作業。
- 可供客製化與測試的模組化韌體堆疊
SCP、TF-A 或 UEFI 等各項韌體元件皆可獨立建置、修改與替換。開發者可測試特定變更或嘗試不同組態，而不影響整個韌體堆疊。
- 無需硬體的模擬，降低Pre-silicon風險
透過 Arm 固定虛擬平台(FVP)，開發者無須等待實體晶片，即可執行完整的 RD-V3 開機流程與系統測試。這可讓開發者及早針對不同設計版本與組態進行可擴充的驗證。
- 支援 CI/CD 且易於自動化的工作流程
此學習路徑採用標準化的資訊清單、建置指令碼及日誌驗證機制，方便整合至 CI 管線。它支援 Jenkins、GitLab CI 及其他系統，可在韌體開發過程中進行持續整合與迴歸測試。
結語：邁向可擴充且可重現的韌體工作流程
CSS V3與RD-V3為雲端及基礎設施 SoC 建立全新的高效能基準，韌體團隊的開發流程也必須隨之演進。Pre-silicon驗證、模組化韌體更新及自動化系統啟動流程，已不再是選配，而是現代系統開發不可或缺的能力。
這些挑戰確實存在且日益迫切：
- 開發環境不一致，使整合更加複雜。
- 缺乏早期驗證，導致問題無法及早發現。
- 跨子系統協同運作，增加韌體變更的風險。
- 不透明的開機流程，提高除錯成本。
- 手動工作流程限制迭代速度。
Neoverse RD-V3 軟體堆疊學習路徑可協助開發者因應這些挑戰。它不只是一套教學，更是一項具前瞻性的工程解決方案，協助團隊有信心地擴展開發規模、建立可重現的系統，並為次世代基礎設施 SoC 的複雜度做好準備。
現在就開始學習
探索完整的學習路徑，實際操作RD-V3軟體堆疊與pre-silicon驗證工作流程：
Develop and Validate Firmware Pre Silicon on Arm Neoverse CSS V3
(參考原文：Accelerating early developer bring-up and pre-silicon validation with Arm Neoverse CSS V3；本文英文版由Arm 首席解決方案架構師 Odin Shen 沈綸銘及首席工程師 Ann Cheng鄭蕙芩共同撰寫，中文版由鄭蕙芩校閱)
- 【Arm的AI世界】學習運用Neoverse CSS V3加速雲端SoC開發 - 2026/08/10
- 【Arm的AI世界】按步驟學習在Arm Ethos-U85上部署PaddlePaddle模型 - 2026/07/08
- 【Arm的AI世界】打造車用裝置端多模態助理 - 2026/06/16
訂閱MakerPRO知識充電報
與40000位開發者一同掌握科技創新的技術資訊！
