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想要設計自己的晶片嗎?Google Silicon計劃幫你圓夢

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Google Hardware Toolchains團隊推出的Silicon計劃能夠協助開發者與社群透過Open MPW,免費將開源IC設計上傳至平台並交付生產。A1be70b4d3c9336749f69444ecf0d33e

Google Hardware Toolchains團隊推出的Silicon計劃能夠協助開發者與社群透過Open MPW,免費將開源IC設計上傳至平台並交付生產。

土砲晶片不是夢

開源軟體與硬體最大的差別之一,就在於「生產」階段,開源軟體的社群大多利用GitHub、GitLab等平台管理程式碼,成員只需下載程式碼並編譯,就能讓程式開始運作。

然而開源硬體的生產就不像軟體那麼簡單,所以大多的專案都聚焦於透過3D印表機製作物品,如果是要生產開源IC或晶片,難度可能會讓許多開發者打退堂鼓。

Google Hardware Toolchains團隊推出的Silicon計劃將可望改善這個窘境,Google自2020年11月起與Skywater Technologies合作,將SKY130製程的PDK(Process Design Kit,製程設計套漸)開源,致力為所有開發者開源晶片的生產方案,並透過開源和可投入生產的PDK改變客製化晶片產業與學術界的生態,讓開發者可以自由設計晶片並迴避NDA(Non-Disclosure Agreement,保密協議)與使用限制,研發人員也能輕鬆分享研究成果,並透過EDA(Electronic Design Automation,電子設計自動化)工具維持晶片設計與晶圓廠的製程高度整合。

這項計劃使用的SKY130製程,屬於130nm的成熟製程節點,在效能、功耗與製造成本之間取得不錯的平衡,並可在設計中混合搭配類比模組(Analog Block)與數位邏輯(Digital Logic)等元件,並可較先進製程提供更具彈性且快速的生產速度,除了低價優勢外,也可節省修正錯誤、設計最佳化所引發的時間與財務成本。

Google Silicon計劃提供開發者設計、製作客製化晶片的平台。

畢竟晶片開發不像軟體開發那麼容易,透過平台協助可以大幅降低開發難度。

跟著教學一起做

Google也表示,免費、開源、社群協作等方式改變了開發軟體的流程,並相信這個趨勢也會發生在客製化加速運算單元,所以硬體開發者應該互相幫助,並站在彼此的成果上爬得更高,而不在重新發明輪子之間相互競爭、白廢時間。

Build Custom Silicon with Google網站中,開發者取得多種不同工具,並依自身程度參閱各種教學文件。

該網站提供的工具包含:

Skywater PDK:對應SkyWater Technology Foundry 130nm製程的開源製程設計套件

OpenLane:可以將RTL(Register-Transfer Level,暫存器傳輸級)模型轉自動換為GDSII檔案格式的工具,以完成ASIC(Application Specific Integrated Circuit,特殊應用積體電)實作

XLS:HLS(High-level Synthesis,進階綜合)工具鏈

Bazel Rules HDL:支援Yosys、Verilator、OpenROAD等開源工具,與Verilog、VHDL、Chisel、nMigen硬體描述語言(Hardware Description Language,HDL)的Bazel自動化工具規則

Verible:整合語法分析(Parser)、Style-Linter、Formatter等功能的SystemVerilog語言開發工具

CFU Playground:為微控制器設計、支援運算程式碼(Opcode)的TensorFlow Lite加速運算框架

Build Custom Silicon with Google網站提供多種開發工具。

開發者也可以根據自身程度參閱各種教學文件。

Google的合作夥伴Efabless宣布於2022年6月8日接受MPW-6 shuttle開源專案,Google也表示對社群所開創的各種專案保持高度期待。

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