🥇Arutelu: OpenROAD projekt plaanib lahendada protsessorite projekteerimise automatiseerimise ülesande

Foto — Pexels — CC BY

Ajal andmete PWC, poolse arendustehnoloogiate turg kasvab — eelmisel aastal saavutas see 481 miljardit dollarit. Kuid selle kasvutempod on viimase aja jooksul alates alanenud. Üks põhjusi langusele on seadmete kujundamisprotsesside keerukus ja automatiseerimise puudus.

Veel paar aastat tagasi väitsid Intel'i insenerid me, et kõrge jõudlusega mikroprotsessori loomisel tuleb kasutada 100–150 eraldi tarkvaratööriista (EDA). Olukord võib halveneda heterogeensete seadmete puhul, mille arhitektuur hõlmab mitmeid erinevaid kiibitüüpe — ASIC, FPGA, CPU või GPU. Tulemuseks on projekteerimisvead, mis viivitavad toodete turule toomist.

Hoolimata suurtest abivahenditest peavad insenerid siiski osa tööst manuaalselt tegema. Raamatute autorid «Advanced Logic Synthesis» ütlevad, et mõnikord peavad projekteerijad kulub kirjutama skripte Skill'i või Python'i keeles kahe miljoni rea jaoks, et moodustada teeki, kus on rakud.

. Samuti kirjutatakse skripte EDA süsteemide genereeritud raportite parsemiseks. 22-nanomeetrise tehnoloogia arendamisel võivad need raportid ulatuda 30 terabaiti.

Situatsiooni parandamiseks ja projekteerimisprotsesside standardiseerimise nimel tegi DARPA otsuse. Agentuuris on samuti arvavad, et olemasolevad meetodid kiipide loomisel on vananenud. Organisatsioon Aastal 1998 tegid koos Red Hati ettevõtte Linuxi äriosa arendamisega juba käivitab viieaastase programmi OpenROAD, mille eesmärk on arendada uusi tööriistu kiipide projekteerimisprotsesside automatiseerimiseks.

Mis programm see on

Programmis osaleb mitu projekti, mis kasutavad masinõpet ja pilvetehnoloogiaid, et automatiseerida kiipide loomise erinevaid etappe. Initsiatiivi raames arendatakse (skeem 1) on üle kümne tööriista. Järgmisena tutvustame lähemalt mõnda neist: Flow Runner, RePlAce, TritonCTS, OpenSTA.

Flow Runner on tööriist RTL ja GDSII teekide haldamiseks. Viimased on andmebaasifailid, mis kujutavad endast tööstusstandardeid integreeritud ringide ja nende topoloogiate teabe vahetamiseks. Lahenduse aluseks on konteineritehnoloogia Docker. Flow Runner'i saab käivitada nii pilves keskkonnas kui ka kohapeal. Installatsioonijuhend on ametlikus hoidlas GitHubis.

RePlAce — pilvepõhine tehisintellekti lahendus, mis vastutab komponentide paigutamise eest mikrokiibile ja jälgimise automatiseerimise eest. Vastavalt teatud andmetele, tõstavad intellektuaalsed algoritmid tööriista efektiivsust 2–10% võrreldes klassikaliste süsteemidega. Lisaks hõlbustab pilvepõhine rakendus skaleerimist. Paigaldus- ja seadistamisjuhend on samuti saadaval hoidlas.

TritonCTS — utiliit, mis optimeerib kiibile antavaid taktsignaale. Aitab suunata sünkroonsignaale seadme kõikidesse osadesse võrdselt viivitustega. Tööprintsiip põhineb H-puudel. Selline lähenemine tõstab signaalide jaotuse efektiivsust 30% võrreldes traditsiooniliste meetoditega. Arendajad usuvad, et tulevikus on võimalik see näitaja tõsta 56%ni. TritonCTS algkood ja skriptid on saadaval GitHubis.

OpenSTA — staatilise ajaanalüüsi mootor. See võimaldab arendajal testida kiibi töökindlust enne selle tegelikku kokkupanekut. Näide koodist OpenSTA videost. näeb välja selline.

@@ -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

Utiliit toetab netlist-ide kirjeldusi Verilogis, liideseid Liberty formaadis, SDC-faile jms.

Eelised ja puudused

IBM ja IEEE eksperdid toovad esile, et pilvetehnoloogiaid ja tehisintellekti on ammu aeg kasutada mikrokiipide tootmises. Nende arvates võiks DARPA projekt olla hea näide selle idee teostamisest ja alustama muutusi tööstuses.

Samuti oodatakse, et OpenROADi avatud olemus võimaldab luua tööriistade ümber tugeva kogukonna ja meelitab uusi idufirmasid.

Foto — Pexels — CC BY

Osalised on juba olemas — laboratoorium, mis tegeleb kiipide arendamisega Michigan State University baasil, saab esimesena, kes testib OpenROADi avatud tööriistu. Kuid seni ei ole teada, kas uued lahendused suudavad oluliselt mõjutada lõpptoodete hindade muutmist.

Kokkuvõttes oodatakse, et DARPA juhendamisel arendatavad tööriistad avaldavad positiivset mõju protsessoritööstusele ning selles valdkonnas hakkab tekkima üha rohkem uusi projekte. Nä example võiks olla tööriist gEDA — see võimaldab projekteerida kiipe piiramatu arvu komponentidega. gEDA sisaldab tööriistu mikroskeemide redigeerimiseks ja modelleerimiseks ning trükkplaatide jälgimiseks. Lahendust on arendatud UNIX-platvormide jaoks, kuid mitmed selle komponendid töötavad ka Windowsis. Juhendite leidmiseks vaadake projekti kodulehe dokumentatsiooni.

Avatud lähtekoodiga tööriistad annavad sõltumatutele organisatsioonidele ja idufirmadele rohkem võimalusi. On tõenäoline, et aja jooksul võivad OpenROAD uus lähenemine EDA-tööriistade arendamisele ja mikroskeemide loomisele saada tööstusstandardiks.

Kuidas domeeninimede süsteem arenes: ARPANETi ajastu

Allikas: habr.com