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Em PWC, o mercado de tecnologia de semicondutores está crescendo – no ano passado atingiu US$ 481 bilhões. Mas a sua taxa de crescimento recentemente . As razões para o declínio incluem processos confusos de design de dispositivos e falta de automação.
Há alguns anos, engenheiros da Intel que ao criar um microprocessador de alto desempenho você terá que usar de 100 a 150 ferramentas de software separadas (). A situação pode ser agravada no caso de dispositivos heterogêneos, cuja arquitetura inclui diversos tipos de chips - ASIC, FPGA, CPU ou GPU. Como resultado, ocorrem erros de design que atrasam o lançamento dos produtos.
Apesar do grande número de ferramentas auxiliares, os engenheiros ainda são obrigados a realizar alguns trabalhos manualmente. Os autores do livro ""dizem que às vezes os designers escrever scripts em Skill ou Python de dois milhões de linhas para criar bibliotecas com .
Os scripts também são escritos para analisar relatórios gerados por sistemas EDA. Ao desenvolver um chip usando tecnologia de processo de 22 nm, esses relatórios podem levar até 30 terabytes.
A DARPA decidiu corrigir a situação e tentar padronizar os processos de design. Na agência também que os métodos existentes para criar chips estão desatualizados. Organização programa de cinco anos , que visa desenvolver novas ferramentas para automatizar processos de design de chips.
Que tipo de programa
O programa envolve vários projetos que usam aprendizado de máquina e tecnologias de nuvem para automatizar etapas individuais de criação de chips. Como parte da iniciativa (diagrama 1) mais de dez instrumentos. A seguir falaremos com mais detalhes sobre alguns deles: Flow Runner, RePlAce, TritonCTS, OpenSTA.
Corredor de fluxo é uma ferramenta para gerenciamento de bibliotecas RTL e GDSII. Estes últimos são arquivos de banco de dados que são um padrão da indústria para troca de informações sobre circuitos integrados e suas topologias. A solução é baseada na tecnologia de contêiner Docker. Você pode executar o Flow Runner na nuvem e localmente. O guia de instalação está no repositório oficial .
Substituir é uma solução em nuvem baseada em aprendizado de máquina, responsável por colocar componentes em um chip e automatizar o roteamento. Por , algoritmos inteligentes aumentam a eficiência da ferramenta em 2–10% em comparação com sistemas clássicos. Além disso, a implementação na nuvem facilita o dimensionamento. O guia de instalação e configuração também está disponível .
TritãoCTS — um utilitário para otimizar os pulsos de clock fornecidos ao chip. Ajuda a encaminhar sinais de relógio para todas as partes do dispositivo com os mesmos atrasos. O princípio de funcionamento é baseado em . Esta abordagem eficiência de distribuição de sinal em 30% em comparação com métodos tradicionais. Os desenvolvedores afirmam que no futuro esse número poderá aumentar para 56%. Código-fonte e scripts TritonCTS disponíveis .
OpenSTAName — um mecanismo para análise de temporização estática. Dá ao projetista a oportunidade de verificar a funcionalidade do chip antes de ele ser realmente montado. Código de exemplo no OpenSTA é isso.
@@ -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
O utilitário suporta descrições netlist de código Verilog, bibliotecas de formato Liberty, arquivos SDC, etc.
Vantagens e desvantagens
Especialistas da IBM e IEEE que as tecnologias de nuvem e o aprendizado de máquina já deveriam ter sido usadas na produção de chips. Na sua opinião, o projecto DARPA pode tornar-se um exemplo de sucesso da implementação desta ideia e o início das mudanças na indústria.
Espera-se também que a natureza aberta do OpenROAD crie uma comunidade poderosa em torno das ferramentas e atraia novas startups.
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Já existem participantes - um laboratório de desenvolvimento de chips com sede na Universidade de Michigan, , que testará ferramentas de código aberto OpenROAD. Mas ainda não se sabe se novas soluções poderão ter um efeito perceptível no custo dos produtos finais.
No geral, espera-se que as ferramentas desenvolvidas sob a liderança da DARPA tenham um impacto positivo na indústria de processadores e mais novos projetos começarão a surgir nesta área. Um exemplo seria uma ferramenta — permite projetar chips com um número ilimitado de componentes. gEDA inclui utilitários para edição e modelagem de microcircuitos e roteamento de placas. A solução foi desenvolvida para plataformas UNIX, mas vários de seus componentes também funcionam em Windows. Um guia para trabalhar com eles pode ser encontrado .
Ferramentas disponíveis gratuitamente oferecem mais opções a organizações independentes e startups. É possível que, com o tempo, as novas abordagens do OpenROAD para o desenvolvimento de ferramentas EDA e design de chips possam se tornar um padrão da indústria.
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Fonte: habr.com