ディスカッション: OpenROAD プロジェクトはプロセッサ設計の自動化の問題を解決することを目的としています

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上の による PWC の半導体技術市場は成長しており、昨年の市場規模は 481 億ドルに達しました。しかし最近の成長率は 減少。減少の理由には、混乱を招くデバイス設計プロセスと自動化の欠如が含まれます。

数年前、インテルのエンジニアは писали高性能マイクロプロセッサを作成する場合、100 ～ 150 の個別のソフトウェア ツールを使用する必要があること (EDA）。 ASIC、FPGA、CPU、GPUなど、複数の異なるタイプのチップがアーキテクチャに含まれている異種デバイスの場合、状況はさらに悪化する可能性があります。その結果、設計ミスが発生し、製品の発売が遅れてしまいます。

多数の補助ツールがあるにもかかわらず、エンジニアは依然として一部の作業を手動で行う必要があります。本の著者たち」高度な論理合成「デザイナーは時々こう言うんです」 する必要があります Skill または Python で XNUMX 万行のスクリプトを作成し、ライブラリを作成する 細胞.

EDA システムによって生成されたレポートを解析するためのスクリプトも作成されます。 22nm プロセス テクノロジを使用してチップを開発する場合、これらのレポートには最大 30 テラバイトが必要になる場合があります。

DARPA は状況を修正し、設計プロセスの標準化を試みることを決定しました。代理店でも 考えてチップを作成するための既存の方法は時代遅れであるということです。組織 発売 XNUMX年間のプログラム オープンロード、チップ設計プロセスを自動化する新しいツールを開発することを目的としています。

どのようなプログラムですか

このプログラムには、機械学習とクラウド テクノロジーを使用してチップ作成の個々の段階を自動化するいくつかのプロジェクトが含まれています。取り組みの一環として 開発中です (図 1) XNUMX を超える楽器。次に、Flow Runner、RePlAce、TritonCTS、OpenSTA のいくつかについて詳しく説明します。

フローランナー RTL および GDSII ライブラリを管理するためのツールです。後者は、集積回路とそのトポロジに関する情報を交換するための業界標準であるデータベース ファイルです。このソリューションは、Docker コンテナー テクノロジーに基づいています。 Flow Runner はクラウドとローカルの両方で実行できます。インストールガイドは公式リポジトリにあります GitHubで.

交換する は機械学習に基づくクラウド ソリューションで、チップ上にコンポーネントを配置し、ルーティングを自動化します。による いくつかのデータ、インテリジェントなアルゴリズムにより、従来のシステムと比較してツールの効率が 2 ～ 10% 向上します。さらに、クラウドでの実装により拡張が容易になります。インストールおよび構成ガイドも入手できます リポジトリ内で.

トリトンCTS — チップに供給されるクロック パルスを最適化するためのユーティリティ。クロック信号をデバイスのすべての部分に同じ遅延でルーティングするのに役立ちます。動作原理は以下に基づいています H ツリー。このアプローチ 増える 従来の方法と比較して信号配信効率が 30% 向上します。開発者らは、将来的にはこの数字を 56% まで増やすことができると述べています。 TritonCTS のソース コードとスクリプトが利用可能 GitHubで.

OpenSTA — 静的タイミング解析用のエンジン。これにより、設計者は実際に組み立てる前にチップの機能をチェックする機会が得られます。 OpenSTA のコード例 見える そのような。

@@ -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

このユーティリティは、Verilog コード、Liberty 形式ライブラリ、SDC ファイルなどのネットリスト記述をサポートします。

利点と欠点

IBMとIEEEの専門家 祝うクラウド テクノロジーと機械学習がチップ製造に使用されるのはずっと先になっていることです。彼らの意見では、DARPA プロジェクトは、このアイデアとその実現の成功例になる可能性があります。 置きます 業界の変化の始まり。

また、OpenROAD のオープンな性質により、ツールを中心とした強力なコミュニティが形成され、新しいスタートアップが誘致されることも期待されています。

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すでに参加者がいます - ミシガン大学に拠点を置くチップを開発している研究室、 最初になります、OpenROAD オープンソース ツールをテストする人。しかし、新しいソリューションが最終製品のコストに顕著な影響を与えることができるかどうかはまだわかりません。

全体として、DARPA のリーダーシップの下で開発されているツールはプロセッサ業界にプラスの影響を与えることが期待されており、この分野ではさらに多くの新しいプロジェクトが誕生し始めるでしょう。例としてはツールが挙げられます ゲダ — 無制限の数のコンポーネントを含むチップを設計できます。 gEDA には、マイクロ回路とボード配​​線を編集およびモデリングするためのユーティリティが含まれています。このソリューションは UNIX プラットフォーム向けに開発されましたが、そのコンポーネントの多くは Windows でも動作します。それらを使用するためのガイドを見つけることができます プロジェクト Web サイトのドキュメントにある.

無料で利用できるツールにより、独立系の組織や新興企業にさらに多くの選択肢が与えられます。時間が経てば、EDA ツール開発とチップ設計に対する OpenROAD の新しいアプローチが業界標準になる可能性があります。

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出所： habr.com