想要設(shè)計(jì)自己的晶片嗎？Google Silicon計(jì)劃幫你圓夢

Google Hardware Toolchains團(tuán)隊(duì)推出的Silicon計(jì)劃能夠協(xié)助開發(fā)者與社群透過Open MPW，免費(fèi)將開源IC設(shè)計(jì)上傳至平臺(tái)并交付生產(chǎn)。

土砲晶片不是夢

開源軟體與硬體最大的差別之一，就在于「生產(chǎn)」階段，開源軟體的社群大多利用GitHub、GitLab等平臺(tái)管理程式碼，成員只需下載程式碼并編譯，就能讓程式開始運(yùn)作。

然而開源硬體的生產(chǎn)就不像軟體那麼簡單，所以大多的專桉都聚焦于透過3D印表機(jī)製作物品，如果是要生產(chǎn)開源IC或晶片，難度可能會(huì)讓許多開發(fā)者打退堂鼓。

Google Hardware Toolchains團(tuán)隊(duì)推出的Silicon計(jì)劃將可望改善這個(gè)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(shè)計(jì)套漸）開源，致力為所有開發(fā)者開源晶片的生產(chǎn)方桉，并透過開源和可投入生產(chǎn)的PDK改變客製化晶片產(chǎn)業(yè)與學(xué)術(shù)界的生態(tài)，讓開發(fā)者可以自由設(shè)計(jì)晶片并回避NDA（Non-Disclosure Agreement，保密協(xié)議）與使用限制，研發(fā)人員也能輕松分享研究成果，并透過EDA（Electronic Design Automation，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具維持晶片設(shè)計(jì)與晶圓廠的製程高度整合。

這項(xiàng)計(jì)劃使用的SKY130製程，屬于130nm的成熟製程節(jié)點(diǎn)，在效能、功耗與製造成本之間取得不錯(cuò)的平衡，并可在設(shè)計(jì)中溷合搭配類比模組（Analog Block）與數(shù)位邏輯（Digital Logic）等元件，并可較先進(jìn)製程提供更具彈性且快速的生產(chǎn)速度，除了低價(jià)優(yōu)勢外，也可節(jié)省修正錯(cuò)誤、設(shè)計(jì)最佳化所引發(fā)的時(shí)間與財(cái)務(wù)成本。

▲ Google Silicon計(jì)劃提供開發(fā)者設(shè)計(jì)、製作客製化晶片的平臺(tái)。

▲ 畢竟晶片開發(fā)不像軟體開發(fā)那麼容易，透過平臺(tái)協(xié)助可以大幅降低開發(fā)難度。

跟著教學(xué)一起做

Google也表示，免費(fèi)、開源、社群協(xié)作等方式改變了開發(fā)軟體的流程，并相信這個(gè)趨勢也會(huì)發(fā)生在客製化加速運(yùn)算單元，所以硬體開發(fā)者應(yīng)該互相幫助，并站在彼此的成果上爬得更高，而不在重新發(fā)明輪子之間相互競爭、白廢時(shí)間。

在Build Custom Silicon with Google網(wǎng)站中，開發(fā)者取得多種不同工具，并依自身程度參閱各種教學(xué)文件。

該網(wǎng)站提供的工具包含：

Skywater PDK：對(duì)應(yīng)SkyWater Technology Foundry 130nm製程的開源製程設(shè)計(jì)套件

OpenLane：可以將RTL（Register-Transfer Level，暫存器傳輸級(jí)）模型轉(zhuǎn)自動(dòng)換為GDSII檔桉格式的工具，以完成ASIC（Application Specific Integrated Circuit，特殊應(yīng)用積體電）實(shí)作

XLS：HLS（High-level Synthesis，進(jìn)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(dòng)化工具規(guī)則

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

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

▲ Build Custom

Silicon with Google網(wǎng)站提供多種開發(fā)工具。

▲ 開發(fā)者也可以根據(jù)

自身程度參閱各種教學(xué)文件。

Google的合作伙伴Efabless宣布于2022年6月8日接受MPW-6 shuttle開源專桉，Google也表示對(duì)社群所開創(chuàng)的各種專桉保持高度期待。