Foto — — CC BY
V porovnaní PWC, trh polovodičových technológií rastie — v minulom roku dosiahol úroveň 481 miliárd dolárov. No tempo jeho rastu sa v poslednom čase . Medzi dôvody poklesu patrí zložitá povaha procesov navrhovania zariadení a nedostatok automatizácie.
Ešte pred niekoľkými rokmi inžinieri z Intelu , že pri vytváraní vysoko výkonného mikroprocesora je potrebné použiť 100–150 samostatných softvérových nástrojov (). Situácia sa môže zhoršiť v prípade heterogénnych zariadení, ktorých architektúra zahŕňa niekoľko rôznych typov čipov — ASIC, FPGA, CPU alebo GPU. V dôsledku toho vznikajú chyby pri navrhovaní, ktoré oneskoria uvedenie produktov na trh.
Napriek veľkému množstvu pomocných nástrojov, niektoré úlohy musia inžinieri aj tak vykonávať ručne. Autori knihy „“ hovoria, že niekedy musia návrhári písať skripty v Skill alebo Python z dvoch miliónov riadkov na vytvorenie knižníc s .
. Taktiež sa píšu skripty na parsovanie správ generovaných systémami EDA. Pri vývoji čipu na 22-nm technologickej platforme môžu tieto správy zaberať až 30 terabajtov.
Situáciu sa rozhodli zlepšiť a snažiť sa štandardizovať procesy navrhovania v DARPA. V agentúre si tiež , že existujúce metódy výroby čipov sú zastarané. Organizácia spustila päťročný program , ktorého cieľom je vyvinúť nové nástroje na automatizáciu procesov navrhovania čipov.
Čo je tento program
V programe sa podieľa niekoľko projektov, ktoré využívajú strojové učenie a cloudové technológie na automatizáciu jednotlivých fáz vytvárania čipov. V rámci iniciatívy (schéma 1) viac ako desať nástrojov. Následne podrobnejšie predstavíme niektoré z nich: Flow Runner, RePlAce, TritonCTS, OpenSTA.
Flow Runner — je nástroj na správu knižníc RTL a GDSII. Tieto posledné predstavujú databázové súbory, ktoré sú priemyselným štandardom na výmenu informácií o integrovaných obvodoch a ich topológiách. Riešenie je založené na kontajnerovej technológii Docker. Flow Runner je možné spustiť ako v cloudovom prostredí, tak aj lokálne. Príručka na inštaláciu je v oficiálnom repozitári .
RePlAce — cloudové riešenie založené na strojovom učení, ktoré zodpovedá za umiestnenie komponentov na mikročíne a automatizáciu trasovania. Podľa , inteligentné algoritmy zvyšujú efektivitu nástroja o 2–10 % v porovnaní s klasickými systémami. Navyše implementácia v cloude uľahčuje škálovanie. Sprievodca inštaláciou a nastavením je tiež k dispozícii .
TritonCTS — utilita na optimalizáciu taktovacích impulzov dodávaných na čip. Pomáha smerovať synchronizačné signály na všetky časti zariadenia s rovnakými oneskoreniami. Princíp fungovania je založený na . Tento prístup efektivitu distribúcie signálov o 30 % v porovnaní s tradičnými metódami. Vývojári tvrdia, že v perspektíve je možné tento ukazovateľ zvýšiť na 56 %. Zdrojový kód a skripty TritonCTS sú k dispozícii .
OpenSTA — engin pre statickú časovú analýzu. Umožňuje vývojárovi skontrolovať funkčnosť čipu ešte pred jeho skutočnou zostavou. Príklad kódu v OpenSTA vyzerá takto.
@@ -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
Utilita podporuje netlist popisy kódu v Verilogu, knižnice vo formáte Liberty, SDC súbory a ďalšie.
Výhody a nevýhody
Experti z IBM a IEEE , že cloudové technológie a strojové učenie by sa už dávno mali používať v výrobe mikročíň. Podľa ich názoru môže projekt DARPA byť úspešným príkladom realizácie tejto myšlienky a základy zmene v odvetví.
Taktiež sa očakáva, že otvorená povaha OpenROAD umožní vytvoriť silné spoločenstvo okolo nástrojov a pritiahne nové startupy.
Foto — — CC BY
Už existujú účastníci — laboratória, ktoré sa zaoberajú vývojom čipov na základe Michiganskej univerzity, , ktorí otestujú otvorené nástroje OpenROAD. Ale zatiaľ nie je jasné, či nové riešenia budú mať významný efekt na náklady konečných produktov.
Celkovo sa očakáva, že nástroje vyvíjané pod vedením DARPA budú mať pozitívny vplyv na priemysel procesorov a v tejto oblasti bude čoraz viac nových projektov. Príkladom môže byť nástroj — umožňuje navrhovať čipy s neobmedzeným počtom komponentov. gEDA obsahuje nástroje na úpravu a modelovanie mikroobvodov a sledovanie dosiek. Riešenie bolo vyvinuté pre UNIX platformy, ale niektoré jeho komponenty fungujú aj na Windows. Príručku na prácu s nimi nájdete .
Slobodne šíriteľné nástroje poskytujú nezávislým organizáciám a startupom viac možností. Existuje pravdepodobnosť, že v priebehu času sa nové prístupy OpenROAD k vývoju EDA nástrojov a tvorbe čipov môžu stať priemyselným štandardom.
O čom píšeme v našom firemnom blogu:
Zdroj: habr.com
