Как разрабатывать микросхемы

[vak]

Бытует представление, что разработка цифровых микросхем - это некий таинственный, почти магический процесс, а главное очень дорогостоящий. Что это знание доступно только секретным инженерам за высокими стенами полувоенных заводов. Между тем все ровно наоборот. Центрами кристаллизации и накопления знаний традиционно были рядовые американские университеты.  Все детали технологии подробно описаны в классических монографиях, например:

• Michael John Sebastian Smith, "Application-Specific Integrated Circuits"
• Neil Weste, David Harris "CMOS VLSI Design: A Circuits and Systems Perspective"
• R. Jacob Baker "CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation"

Считается, что программные инструменты для разработки стоят бешенных денег, и чтобы получить их, надо идти на поклон к одной из трех суровых контор, захвативших нишу (Synopsys, Cadence, Mentor Graphics). Оно так, да не совсем. Существует полный набор инструментария, бесплатный, в исходных текстах, позволяющий выполнить весь цикл разработки, от исходного текста на Verilog через симуляцию, синтез, размещение и трассировку, до получения масок и передачи в производство. И даже библиотеки для некоторых фабрик присутствуют: TSMC и AMI, от 500 до 180нм. На этой странице есть все ссылки и шаги процесса: http://opencircuitdesign.com/verilog/

Список софта:

1. vl2mv и VIS - компилятор Verilog, симулятор и синтезатор (http://vlsi.colorado.edu/~vis/)
2. SIS - оптимизирующий синтезатор с отображением в технологическую библиотеку (http://embedded.eecs.berkeley.edu/Alumni/pchong/sis/)
3. TimberWolf - размещение (http://opencircuitdesign.com/magic/archive/timberwolf-6.3.1.tgz)
4. qrouter - трассировщик (http://opencircuitdesign.com/qrouter)
5. Magic - просмотр топологии (http://opencircuitdesign.com/magic/)
6. IRSIM - симулятор для верификации конечной топологии (http://opencircuitdesign.com/irsim/)

Почему бы и российским университетам не подхватить идею и адаптировать пакет софта к реалиям местного производства. Те же МИЭТ, МИФИ или ИТМО могли бы осилить.

Comments

[vak]

С западными фабами все понятно, это известная проблема "sign off" - границы ответственности между заказчиком и производством. Но местные производства могли бы разрабатывать свои библиотеки и DRC, заодно развивая свободные тулы.

[maxgorbunov.livejournal.com]

Местное производство и без того должно обеспечить разработчиков инструментами под самые распространённые тулы: SPICE-модели - под spectre и/или hspice, DRC/LVS/RCX/QRC - под Calibre и Assura. А если их нагрузить необходимостью разрабатывать всё это под свободные тулы, при этом не имея гарантии, что Вася из Воронежа этим воспользуется, а Петя из Москвы не возьмёт другую версию тула - тогда фабрика просто на стенку полезет :) К тому же это свободное ПО потребует дополнительного обучения тех же разработчиков. Рассчитывать, что они будут изучать его самостоятельно в свободное от работы время, - бессмысленно.

[vak]

Так для разработки, казалось бы, и существуют университеты. Производству просто надо завязать с ними плотное общение.

[maxgorbunov.livejournal.com]

OK, разработкой займутся университеты - а внедрение? То, что кто-то пришёл и сказал "у меня есть крутой бесплатный тул - возьмите его", не означает, что, зная о возможных проблемах, этот тул возьмут.

Опять же пример. Есть программа расчёта частоты сбоев на орбите космического аппарата. В МИФИ решили сделать отечественный аналог. Начал один парень, шарящий в C++ и в космической тематике. Сделал некий модуль, который работал. Защитил диплом, выпустился, в аспирантуру не пошёл. Прошло несколько лет, прежде чем эту работу подхватил другой студент, довёл до работающей программы (с определёнными багами), программу узаконили в РД. Какое-то время исправляли баги, выпускали новые версии. Затем этот парень перешёл в другую область, и поддержка практически застопорилась: в чужом коде и так сложно разобраться, а тут ещё код двух человек! Так и здесь - под этот тул нужна группа, постоянно работающая или сменяемая (не на 100% за год). Студенты на эту роль не годятся, у аспирантов своя тематика, им не до тулов.