Foto — — CC BY
Na PWC, trh s polovodičovými technológiami rastie – minulý rok dosiahol 481 miliárd dolárov. Ale jeho tempo rastu v poslednej dobe . Medzi dôvody poklesu patrí zložitosť procesov navrhovania zariadení a nedostatok automatizácie.
Pred pár rokmi inžinieri z Intelu že pri vytváraní vysokovýkonného mikroprocesora musíte 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 sa vyskytujú chyby v dizajne, ktoré oneskorujú uvoľnenie produktov.
Napriek veľkému počtu pomocných nástrojov sú inžinieri stále nútení vykonávať niektoré práce manuálne. Autori knihy"„hovoria, že niekedy dizajnéri píšte skripty v jazyku Skill alebo Python s dvomi miliónmi riadkov na vytváranie knižníc .
Skripty sú tiež písané na analýzu správ generovaných systémami EDA. Pri vývoji čipu pomocou 22nm procesnej technológie môžu tieto správy zabrať až 30 terabajtov.
DARPA sa rozhodla napraviť situáciu a pokúsiť sa štandardizovať proces navrhovania. Aj v agentúre že existujúce metódy na vytváranie čipov sú zastarané. Organizácia päťročný program , ktorej cieľom je vyvinúť nové nástroje na automatizáciu procesov návrhu čipov.
Aký program
Program zahŕňa niekoľko projektov, ktoré využívajú strojové učenie a cloudové technológie na automatizáciu jednotlivých fáz tvorby čipu. V rámci iniciatívy (schéma 1) viac ako desať nástrojov. Ďalej si povieme podrobnejšie o niektorých z nich: Flow Runner, RePlAce, TritonCTS, OpenSTA.
Flow Runner je nástroj na správu RTL a GDSII knižníc. Posledne menované sú databázové súbory, ktoré sú priemyselným štandardom na výmenu informácií o integrovaných obvodoch a ich topológiách. Riešenie je založené na technológii kontajnerov Docker. Flow Runner môžete spustiť v cloude aj lokálne. Inštalačná príručka je v oficiálnom úložisku .
Nahradiť je cloudové riešenie založené na strojovom učení, ktoré je zodpovedné za umiestňovanie komponentov na čip a automatizáciu smerovania. Autor: Inteligentné algoritmy zvyšujú účinnosť nástroja o 2–10 % v porovnaní s klasickými systémami. Implementácia v cloude navyše uľahčuje škálovanie. K dispozícii je aj sprievodca inštaláciou a konfiguráciou .
TritonCTS — nástroj na optimalizáciu hodinových impulzov dodávaných do čipu. Pomáha smerovať signály hodín do všetkých častí zariadenia s rovnakým oneskorením. Princíp fungovania je založený na . Tento prístup účinnosť distribúcie signálu o 30 % v porovnaní s tradičnými metódami. Vývojári tvrdia, že v budúcnosti sa toto číslo môže zvýšiť na 56%. TritonCTS zdrojový kód a skripty sú k dispozícii .
OpenSTA — motor na statickú časovú analýzu. Dáva konštruktérovi možnosť skontrolovať funkčnosť čipu ešte pred jeho skutočným zložením. Príklad kódu v OpenSTA Páči sa ti to.
@@ -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
Pomôcka podporuje netlist popisy kódu Verilog, knižníc formátu Liberty, súborov SDC atď.
Výhody a nevýhody
Odborníci z IBM a IEEE že cloudové technológie a strojové učenie sa už dávno majú použiť pri výrobe čipov. Podľa ich názoru sa projekt DARPA môže stať úspešným príkladom realizácie tejto myšlienky a začiatok zmien v odvetví.
Očakáva sa tiež, že otvorený charakter OpenROAD vytvorí silnú komunitu okolo nástrojov a pritiahne nové startupy.
Foto — — CC BY
Už sú tu účastníci - laboratórium vyvíjajúce čipy založené na University of Michigan, , ktorý bude testovať OpenROAD open source nástroje. Zatiaľ však nie je známe, či nové riešenia budú môcť mať citeľný vplyv na cenu finálnych produktov.
Celkovo sa očakáva, že nástroje vyvíjané pod vedením DARPA budú mať pozitívny vplyv na spracovateľský priemysel a v tejto oblasti sa začnú objavovať ďalšie nové projekty. Príkladom môže byť nástroj — umožňuje vám navrhovať čipy s neobmedzeným počtom komponentov. gEDA obsahuje nástroje na úpravu a modelovanie mikroobvodov a smerovanie dosiek. Riešenie bolo vyvinuté pre platformy UNIX, ale množstvo jeho komponentov funguje aj pod Windows. Návod na prácu s nimi možno nájsť .
Voľne dostupné nástroje poskytujú nezávislým organizáciám a startupom viac možností. Je možné, že postupom času by sa nové prístupy OpenROAD k vývoju nástrojov EDA a návrhu čipov mohli stať priemyselným štandardom.
O čom píšeme v našom firemnom blogu:
Zdroj: hab.com