想要设计自己的芯片吗? Google Silicon计划帮你圆梦
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谷歌 Hardware Toolchains团队推出的Silicon计划能够协助开发者与社群透过Open MPW,免费将开源IC设计上传至平台并交付生产。
土炮芯片不是梦
开源软件与硬件最大的差别之一,就在于「生产」阶段,开源软件的社群大多利用GitHub、GitLab等平台管理代码,成员只需下载代码并编译,就能让程序开始运作。
然而开源硬件的生产就不像软件那么简单,所以大多的项目都聚焦于透过3D打印机制作物品,如果是要生产开源IC或芯片,难度可能会让许多开发者打退堂鼓。
谷歌 Hardware Toolchains团队推出的Silicon计划将可望改善这个窘境,谷歌自2020年11月起与Skywater Technologies合作,将SKY130制程的PDK(Process Design Kit,制程设计套渐)开源,致力为所有开发者开源芯片的生产方案, 并透过开源和可投入生产的PDK改变客制化芯片产业与学术界的生态,让开发者可以自由设计芯片并回避NDA(Non-Disclosure Agreement,保密协议)与使用限制,研发人员也能轻松分享研究成果,并透过EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)工具维持芯片设计与晶圆厂的制程高度整合。
这项计划使用的SKY130制程,属于130nm的成熟制程节点,在效能、功耗与制造成本之间取得不错的平衡,并可在设计中混合搭配模拟模块(Analog Block)与数字逻辑(Digital Logic)等组件,并可较先进制程提供更具弹性且快速的生产速度,除了低价优势外,也可节省修正错误、设计最佳化所引发的时间与财务成本。
▲ 谷歌 Silicon计划提供开发者设计、制作定制芯片的平台。
▲ 毕竟芯片开发不像软件开发那么容易,透过平台协助可以大幅降低开发难度。
跟着教学一起做
谷歌也表示,免费、开源、社群协作等方式改变了开发软件的流程,并相信这个趋势也会发生在客制化加速运算单元,所以硬件开发者应该互相帮助,并站在彼此的成果上爬得更高,而不在重新发明轮子之间相互竞争、白废时间。
在Build Custom Silicon with 谷歌网站中,开发者取得多种不同工具,并依自身程度参阅各种教学文件。
该网站提供的工具包含:
Skywater PDK:对应SkyWater Technology Foundry 130nm制程的开源制程设计套件
OpenLane:可以将RTL(Register-Transfer Level,暂存器传输级)模型转自动换为GDSII文件格式的工具,以完成ASIC(Application Specific Integrated Circuit,特殊应用集成电路)实作
XLS:HLS(High-level Synthesis,进阶综合)工具链
Bazel Rules HDL:支持Yosys、Verilator、OpenROAD等开源工具,与Verilog、VHDL、Chisel、nMigen硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL)的Bazel自动化工具规则
Verible:整合语法分析(Parser)、Style-Linter、Formatter等功能的SystemVerilog语言开发工具
CFU Playground:为微控制器设计、支持运算代码(Opcode)的TensorFlow Lite加速运算框架
▲ Build Custom Silicon with 谷歌网站提供多种开发工具。
▲ 开发者也可以根据自身程度参阅各种教学文件。
谷歌的合作伙伴Efabless宣布于2022年6月8日接受MPW-6 shuttle开源项目,谷歌也表示对社群所开创的各种项目保持高度期待。
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