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Sur PWC, le marché de la technologie des semi-conducteurs est en croissance : l'année dernière, il a atteint 481 milliards de dollars. Mais son taux de croissance récemment . Les raisons de ce déclin incluent des processus de conception d'appareils confus et un manque d'automatisation.
Il y a quelques années, les ingénieurs d'Intel que lors de la création d'un microprocesseur hautes performances, vous devez utiliser 100 à 150 outils logiciels distincts (). La situation peut être aggravée dans le cas de dispositifs hétérogènes dont l'architecture comprend plusieurs types de puces différents - ASIC, FPGA, CPU ou GPU. En conséquence, des erreurs de conception se produisent et retardent la sortie des produits.
Malgré le grand nombre d'outils auxiliaires, les ingénieurs sont toujours obligés d'effectuer certains travaux manuellement. Les auteurs du livre ""on dit que parfois les designers écrire des scripts en Skill ou Python de deux millions de lignes pour créer des bibliothèques avec .
Des scripts sont également écrits pour analyser les rapports générés par les systèmes EDA. Lors du développement d’une puce utilisant une technologie de traitement 22 nm, ces rapports peuvent prendre jusqu’à 30 téraoctets.
La DARPA a décidé de corriger la situation et d'essayer de standardiser les processus de conception. A l'agence aussi que les méthodes existantes de création de puces sont obsolètes. Organisation programme de cinq ans , qui vise à développer de nouveaux outils pour automatiser les processus de conception de puces.
Quel genre de programme
Le programme implique plusieurs projets qui utilisent l'apprentissage automatique et les technologies cloud pour automatiser les étapes individuelles de la création de puces. Dans le cadre de l'initiative (schéma 1) plus de dix instruments. Nous parlerons ensuite plus en détail de certains d'entre eux : Flow Runner, RePlAce, TritonCTS, OpenSTA.
Coureur de flux est un outil de gestion des bibliothèques RTL et GDSII. Ces derniers sont des fichiers de base de données qui constituent une norme industrielle pour l'échange d'informations sur les circuits intégrés et leurs topologies. La solution est basée sur la technologie des conteneurs Docker. Vous pouvez exécuter Flow Runner à la fois dans le cloud et localement. Le guide d'installation est dans le dépôt officiel .
Remplacer est une solution cloud basée sur l'apprentissage automatique, chargée de placer les composants sur une puce et d'automatiser le routage. Par , des algorithmes intelligents augmentent l'efficacité de l'outil de 2 à 10 % par rapport aux systèmes classiques. De plus, la mise en œuvre dans le cloud facilite la mise à l’échelle. Un guide d'installation et de configuration est également disponible .
TritonCTS — un utilitaire pour optimiser les impulsions d'horloge fournies à la puce. Aide à acheminer les signaux d'horloge vers toutes les parties de l'appareil avec les mêmes délais. Le principe de fonctionnement est basé sur . Cette approche efficacité de distribution du signal de 30 % par rapport aux méthodes traditionnelles. Les développeurs affirment qu'à l'avenir, ce chiffre pourra être augmenté jusqu'à 56 %. Code source et scripts TritonCTS disponibles .
OuvrirSTA — un moteur d'analyse de synchronisation statique. Cela donne au concepteur la possibilité de vérifier la fonctionnalité de la puce avant qu’elle ne soit réellement assemblée. Exemple de code dans OpenSTA comme ça
@@ -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
L'utilitaire prend en charge les descriptions de netlist du code Verilog, des bibliothèques de format Liberty, des fichiers SDC, etc.
Avantages et inconvénients
Experts d'IBM et de l'IEEE que les technologies cloud et l’apprentissage automatique auraient dû être utilisés depuis longtemps dans la production de puces. À leur avis, le projet DARPA peut devenir un exemple réussi de mise en œuvre de cette idée et le début des changements dans l’industrie.
On s’attend également à ce que la nature ouverte d’OpenROAD crée une puissante communauté autour des outils et attire de nouvelles startups.
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Il y a déjà des participants - un laboratoire développant des puces basé à l'Université du Michigan, , qui testera les outils open source OpenROAD. Mais on ne sait pas encore si de nouvelles solutions pourront avoir un effet notable sur le coût des produits finaux.
Dans l'ensemble, les outils développés sous la direction de la DARPA devraient avoir un impact positif sur l'industrie de la transformation, et d'autres nouveaux projets commenceront à émerger dans ce domaine. Un exemple serait un outil — il permet de concevoir des puces avec un nombre illimité de composants. gEDA comprend des utilitaires pour l'édition et la modélisation des microcircuits et le routage des cartes. La solution a été développée pour les plateformes UNIX, mais un certain nombre de ses composants fonctionnent également sous Windows. Un guide pour travailler avec eux peut être trouvé .
Les outils disponibles gratuitement offrent davantage d’options aux organisations indépendantes et aux startups. Il est possible qu'au fil du temps, les nouvelles approches d'OpenROAD en matière de développement d'outils EDA et de conception de puces deviennent un standard de l'industrie.
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Source: habr.com