Фота - CC BY
Па PWC, рынак паўправадніковых тэхналогій расце - у мінулым годзе ён дасягнуў планкі ў 481 млрд даляраў. Але тэмпы яго росту ў апошні час . Сярод прычын спаду - заблытанасць працэсаў праектавання прылад і недахоп аўтаматызацыі.
Яшчэ некалькі гадоў таму інжынеры з Intel , што пры стварэнні высокапрадукцыйнага мікрапрацэсара даводзіцца выкарыстоўваць 100-150 асобных праграмных інструментаў (). Сітуацыя можа пагаршацца ў выпадку з гетэрагеннымі прыладамі, архітэктура якіх уключае некалькі розных тыпаў мікрасхем – ASIC, FPGA, CPU або GPU. У выніку ўзнікаюць памылкі пры праектаванні, якія затрымоўваюць рэліз прадуктаў.
Нягледзячы на вялікую колькасць дапаможных прылад, частка працы інжынеры ўсё роўна змушаныя выконваць уручную. Аўтары кнігі «» кажуць, што часам праекціроўшчыкам пісаць скрыпты на Skill або Python з двух мільёнаў радкоў для фарміравання бібліятэк з .
Таксама пішуцца скрыпты для парсінгу справаздач, якія генерыруюцца EDA-сістэмамі. Пры распрацоўцы чыпа па 22-нм тэхпрацэсу гэтыя справаздачы могуць займаць да 30 тэрабайт.
Выправіць сітуацыю і паспрабаваць стандартаваць працэсы праектавання вырашылі ў DARPA. У агенцтве таксама , Што існуючыя метады стварэння чыпаў састарэлі. Арганізацыя пяцігадовую праграму , Мэта якой – распрацаваць новыя інструменты для аўтаматызацыі працэсаў праектавання мікрасхем.
Што за праграма
У праграме ўдзельнічаюць некалькі праектаў, якія выкарыстоўваюць машыннае навучанне і хмарныя тэхналогіі для аўтаматызацыі асобных этапаў стварэння чыпаў. У рамках ініцыятывы (схема 1) больш за дзесяць інструментаў. Далей мы падрабязней раскажам пра некаторыя з іх: Flow Runner, RePlAce, TritonCTS, OpenSTA.
Flow Runner - Гэта інструмент для кіравання бібліятэкамі RTL і GDSII. Апошнія ўяўляюць сабой файлы баз дадзеных, якія з'яўляюцца прамысловым стандартам для абмену інфармацыяй аб інтэгральных схемах і іх тапалогіях. У аснове рашэння ляжыць кантэйнерная тэхналогія Docker. Запускаць Flow Runner можна як у хмарным асяроддзі, так і лакальна. Кіраўніцтва па ўстаноўцы ляжыць у афіцыйным рэпазітары .
RePlAce - хмарнае рашэнне на базе машыннага навучання, якое адказвае за размяшчэнне кампанентаў на мікрасхеме і аўтаматызацыю трасіроўкі. Па , інтэлектуальныя алгарытмы падвышаюць эфектыўнасць прылады на 2–10% у параўнанні з класічнымі сістэмамі. Акрамя таго, рэалізацыя ў воблаку спрашчае маштабаванне. Гайд па ўстаноўцы і наладзе таксама ляжыць .
TritonCTS - утыліта для аптымізацыі падаваных на чып тактавых імпульсаў. Дапамагае маршрутызаваць сінхрасігналы на ўсе часткі прылады з аднолькавымі затрымкамі. Прынцып працы пабудаваны на базе . Такі падыход эфектыўнасць размеркавання сігналаў на 30 працэнтаў у параўнанні з традыцыйнымі метадамі. Распрацоўнікі кажуць, што ў даляглядзе гэты паказчык можна павялічыць да 56%. Зыходны код і скрыпты TritonCTS ёсць .
OpenSTA - Рухавічок для статычнага часовага аналізу. Ён дае распрацоўніку магчымасць праверыць працаздольнасць чыпа яшчэ да яго фактычнай зборкі. Прыклад кода ў OpenSTA вось так.
@@ -6,7 +6,7 @@ read_liberty -corner ff example1_fast.lib
read_verilog example1.v
link_design top
set_timing_derate -early 0.9
set_timing_derate -early 1.1
set_timing_derate -late 1.1
create_clock -name clk -period 10 {clk1 clk2 clk3}
set_input_delay -clock clk 0 {in1 in2}
# report all corners
Утыліта падтрымлівае netlist-апісанні кода на Verilog, бібліятэкі ў фармаце Liberty, SDC-файлы і інш.
Перавагі і недахопы
Эксперты з IBM і IEEE , Што хмарныя тэхналогіі і машыннае навучанне даўно пара выкарыстоўваць у вытворчасці мікрасхем. На іх думку, праект DARPA можа стаць удалым прыкладам рэалізацыі гэтай задумкі і пачатак зменам у індустрыі.
Таксама чакаецца, што адкрытая прырода OpenROAD дазволіць сфарміраваць вакол інструментаў магутнае кам'юніці і прыцягне новыя стартапы.
Фота - CC BY
Ужо ёсць удзельнікі - лабараторыя, якія займаюцца распрацоўкай чыпаў на базе Мічыганскага універсітэта, , кто протестирует открытые инструменты OpenROAD. Но пока неизвестно, сумеют ли новые решения оказать заметный эффект на стоимость конечных продуктов.
У цэлым чакаецца, што прылады, якія распрацоўваюцца пад кіраўніцтвам DARPA, акажуць дадатны ўплыў на індустрыю працэсараў, і ў гэтай сферы пачне з'яўляцца ўсё больш новых праектаў. Прыкладам можа быць інструмент - Ён дазваляе праектаваць чыпы з неабмежаваным лікам кампанентаў. gEDA ўключае ў сябе ўтыліты для рэдагавання і мадэлявання мікрасхем і трасіроўкі поплаткаў. Рашэнне распрацоўвалі для UNIX-платформаў, але шэраг яго кампанентаў працуе і пад Windows. Кіраўніцтва па працы з імі можна знайсці .
Інструменты, якія свабодна распаўсюджваюцца, даюць незалежным арганізацыям і стартапам больш магчымасцяў. Ёсць верагоднасць, што з часам новыя падыходы OpenROAD да распрацоўкі EDA-інструментаў і стварэнню мікрасхем могуць стаць галіновым стандартам.
Пра што мы пішам у нашым карпаратыўным блогу:
Крыніца: habr.com