Что вы узнаете:
- Доступен полный набор инструментов с открытым исходным кодом, позволяющий проектировать цифровые, аналоговые и смешанные ASIC-схемы, начиная со схемы и заканчивая записью на ленту.
- Установка инструментов — это просто установка виртуальной машины, а затем образа машины, включая операционную систему Ubuntu.
- Как войти в виртуальную машину для запуска предустановленных ярлыков инструментов.
Спроектировать дешевый чип
Для этого сначала нужны инструменты
Установите их для начала
В недавнем Электронный дизайн подкасте, я поговорил с доктором Шаоланом Ли, доцентом Технологического института Джорджии, который представил новый курс по проектированию ASIC, в котором используется Техасские инструменты PDK (комплекты для технологического проектирования) и фабрики по изготовлению устройств. Он кратко коснулся (t=17:33) проприетарного набора инструментов и того, как головные боли при установке PDK и среды проектирования, а также устранение юридических вопросов заставили его упустить возможность провести пилотный запуск этих инструментов. , не говоря уже о том, чтобы записать на пленку настоящий чип перед тем, как первая группа студентов и аспирантов пойдет в новый класс в январе 2024 года.
Если в чем-то Apple и Microsoft и правы, так это в использовании автоматического установщика, который делает все необходимое для добавления приложения на компьютер, в отличие от Linux/Unix, где знание синтаксиса командной строки и требуется расположение исполняемых файлов и переменных — одна опечатка, и можно потерять целый день, а то и больше, пытаясь понять, почему ИНСТРУМЕНТ не работает. В конце концов, ваша повседневная работа — использовать инструменты для проектирования микросхем и печатных плат, а не создавать, устанавливать или устранять неполадки инструментов или разбираться с особенностями ОС, когда вы делаете это только раз в несколько десятилетий.
Лично я всегда ненавидел Linux, несмотря на то, что я играл с ОС на основе командной строки еще во времена компьютеров на базе CP/M, S100, Z80 и несколько раз имел двойную загрузку Linux/Windows на одном из моих ноутбуков. много лет назад. Мои глаза потускнели от скуки, когда мы когда-то проходили внутренний курс по Linux в компании, и я всегда вел себя глупо всякий раз, когда появлялась возможность писать программное обеспечение, чтобы не быть помеченным как ресурс.
Тем не менее, я управлял проектами и командами программистов, разговаривая с ними по алгоритмам и функциям, а не по языку программирования. Мое сердце всегда было сосредоточено на схемах, печатных платах, проектировании и архитектуре систем, а также на упаковке и механике, даже немного полупроводниковая технология— чтобы сделать вещи интересными и выйти за рамки уровня комфорта тех, кто осмелился бросить вызов со словами «невозможно сделать».
«Это невозможно» заставило меня несколько раз погрузиться в разработку микросхем. Я закатал рукава рубашки вместе с разработчиками транзисторов и вентилей, совместными усилиями мягко разрушая их склонность к отрицанию подтверждения с помощью вопросов «а что, если мы попробуем это?», и сумел сделать невозможное возможным.
Никогда не бойтесь задействовать свой внутренний 8-летний ребенок, задающий вопросы — школы, как правило, отжигают это из вас, заменяя FOSS (страх показаться глупым). В промышленности единственный раз, когда ты глуп, это если ты не задал этот предполагаемо глупый вопрос, когда график был сорван, проект умер, 30 миллионов долларов было потрачено на ленту, а в итоге остался мертвый чип, производство не могло Невозможно построить/отдать его, или дизайн просто не сработал.
Те из вас, кто знаком с Linux, конечно, могут свободно использовать sudo и git до конца дня, что душе угодно. Остальные из нас, «чайников», потратят от 30 до 60 минут на установку, которая предоставит нам все инструменты, необходимые для разработки собственной ASIC, а затем и некоторые другие. Почти все это время компьютер делает свое дело, а не вы, и ваше кровяное давление остается номинальным до тех пор, пока вы освободите достаточно места для всего на диске C:.
Инструменты проектирования
Следующие инструменты проектирования ASIC будут установлены на ваш ПК, Mac, счеты или что-то еще в виде пакета. Все они имеют открытый исходный код, поэтому не требуется никаких лицензионных сборов, разрешений на капитальное финансирование (раньше я не любил писать CFA), аренды или соглашений об обслуживании, которые нужно было бы продлевать. Эти инструменты не так отточены, как инструменты, используемые крупными производителями полупроводников для производства продуктов, но они могут выполнять свою работу, и Дженсен Хуанг не беспокоится о том, что его опционы на акции резко упадут в цене из-за относительно ограниченной сложности чипа, с которым вы будете работать. их.
Тем не менее, в репозитории инструментов с открытым исходным кодом включены некоторые серьезные возможности, и вы не можете превзойти цену «бесплатности». Лучше всего то, что открытый исходный код в общем наборе инструментов распространяется на сами проекты микросхем, где будущие проекты могут повторно использовать ваши, так же, как вы можете повторно использовать прошлые разработки других в своем проекте. Нужен ЦАП, АЦП, кольцевой генератор — они уже сделано.
Самый простой способ выполнить полную установку инструментов — загрузить *.ova Образ виртуальной машины (ВМ), основанный на Ubuntu 22.04, который включен в образ виртуальной машины. Он содержит следующие инструменты, каждый из которых имеет ссылку на веб-страницы с руководствами и т. д.:
Установка
Первым шагом является освобождение большого количества места на жестком диске, что может быть самым большим затратом времени: мне пришлось перераспределить диск C, потому что он отказывался устанавливаться на другие диски моего ноутбука. Я часами мучился в процессе установки инструментов, потому что не освободил достаточно места; ничто не говорит вам о том, что недостаточно места, кроме загадочного кода ошибки. Ага…
Инструменты займут около 8 ГБ, а виртуальная машина будет занимать изрядное количество места, и вам нужно будет решить, сколько места выделить ей для внутренностей, для ОС Ubuntu и для виртуального дискового пространства. Я установил на ПК, так что вам, любителям Mac, нужно выяснить, как установить виртуальную машину в вашу ОС.
Как только вы освободите достаточно места на диске (следующий текст взят из Страница Tiny Tapeout на Github, и это процесс, который я тестировал и который сработал у меня…), загрузите последнюю версию виртуальной машины VirtualBox с сайта эта ссылка.
Размер виртуальной машины составляет около 5 ГБ, и ей требуется около 20 ГБ дискового пространства. [don’t fall into this trap like I did—it needs more] импортировать. После скачав его здесьвы можете импортировать файл OVA в VirtualBox, запустив виртуальную машину, а затем перейдя в Файл -> Импорт устройства и выберите файл OVA.
Имя пользователя для входа в виртуальную машину по умолчанию: тьфу и пароль магия. Вы можете изменить пароль, запустив команду пароль команда.
На рабочем столе имеются ярлыки для запуска Magic, KLayout и Xschem. Skywater 130nm PDK установлен в /home/tt_user/pdk каталог.
Хотя вы можете обойтись предустановленными ярлыками на рабочем столе, вероятно, будет хорошей идеей иметь Справочник команд Linux удобный.
Несмотря на то, что их более чем достаточно для разработки полупроводниковых ASIC аналоговых/смешанных сигналов, существуют дополнительные доступные инструменты проектирования ASIC с открытым исходным кодом, особенно для цифрового проектирования. Я постараюсь рассказать об этом в следующей части этой серии, если у меня будет время.
Итак, установите инструменты, поиграйтесь с инструментом иерархических схем и посмотрите, какие стандартные устройства доступны для начала проектирования. Скорее всего, вам придется обратиться к книгам, которые я рекомендовал в своей предыдущей публикации, и, вероятно, вам нужно будет найти статьи с помощью Google Scholar. Один из лучших способов справиться со всем этим — воспользоваться книгой Мэтта Венна. Курс от нуля до ASIC за несколько сотен долларов, включая одну бесплатную область плитки, а также дополнительную площадь, которую можно приобрести, на многопроектном чипе Tiny Tapeout для создания вашего полного индивидуального дизайна.
Все на данный момент,
-ЭндиТ
Постскриптум:
- Для тех из вас, кто в Район залива Сан-Франциско, Maker Faire 2024 год наступит в выходные 18 октября на острове Мэр, и нас ждет еще один огромный Maker Faire в Риме, Италия в следующие выходные. Это веселые семейные площадки для детей в возрасте от 0 до 115 лет с потрясающими гаджетами и творениями технологического и творческого сообщества.
- В ознаменование этого сезона ярмарок, Электронный дизайн собрал свой первый более чем 50-страничный выпуск, посвященный создателям — загрузите его в формате PDF здесь.
- После работы над этим вопросом редакторы Аликс Польтр, Кейб Этвелл и я устроили полуночную беседу (для двоих из нас это была действительно поздняя ночь, а третий парень проснулся рано, лол) о Движении Создателей, которое был записан. Мы решили поделиться этим призывом с нашими читателями завтра (вторник) на Внутренняя электроника подкаст. Я обновлю эту ссылку здесь, когда она выйдет в свет. Я сейчас вернусь, слышишь (или это было «здесь»?)!
Блог Энди «Нелинейность» выходит в первый и третий понедельник каждого месяца. Чтобы не пропустить его последний выпуск в блоге, новые статьи или последние новости, пожалуйста, подпишитесь на нашу рассылку Electronic Design Today.
