logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Demokratyzacja procesu projektowania układów

ghost666 26 Sty 2022 08:15 1599 22
  • Demokratyzacja procesu projektowania układów
    Dobrze zorganizowany sposób projektowania i produkcji półprzewodników został właśnie wywrócony do góry nogami i może już nigdy nie wrócić do pierwotnej formy. Szybko zmieniająca się dynamika i sukces ruchu open source przystosowują małą społeczność wyspecjalizowanych projektantów do nowej ery, w której każdy, kto ma umiejętności, może przenieść swoje projekty chipów na krzem. W tym procesie tworzenie układów scalonych zostanie zdemokratyzowane.

    Propozycja wartości open source jest przekonująca, w jednaki sposób jak Linux był dla sektora IT w latach 90. XX wieku. Spełnia cel branżowy, jakim jest znalezienie sposobu na pomnożenie liczby projektantów, aby zrekompensować brak doświadczonych inżynierów i zaoferować coś dla każdego. Warto zauważyć, że twórcy oprogramowania i sprzętu tworzą dowód działania tej koncepcji i opracowują specjalnie skonstruowane układy scalone dla aplikacji, takich jak systemy Internetu Rzeczy (IoT) czy uczenia maszynowego.

    Obserwatorzy branży uważają RISC-V i jego architekturę otwartego zestawu instrukcji (ISA) dla projektów procesorów za główną siłę napędową demokratyzacji procesu tworzenia układów scalonych. To tylko jedna, niewielka część genezy, choć ważna i na pewno nie zamyka historii rozwijającego się ruchu. Podobnie narzędzia do projektowania i platformy open source to tylko mały, ale kluczowy element biegu zdarzeń.

    Zróżnicowany poziom zaangażowania społeczności napędza dany ruch, robiąc miejsce dla nowych form kreatywności. Duża w tym zasługa firm takich jak Google, które na nowo wymyśliły sposób tworzenia chipów. CHIPS Alliance, RISC-V International i wielu innych liderów projektowania oraz kluczowe osoby z całej branży piszą i przedstawiają raczej ujednoliconą wizję projektów open source, promując i budując poprzez działania oddolne oraz przekaz ustny to, co stało się obecnie potężnym ruchem.

    Uczelnie, niezwykle wpływowa społeczność, również przyspieszyła rozwój układów scalonych, wykorzystując środowisko open source do opłacalnego i szybkiego rozwijania priorytetów badawczych. A także integrowania przebiegu projektów open source i zestawów do opracowywania procesów (PDK) z kursami tworzenia układów. Zainteresowanie rośnie i obejmuje obecnie również nietradycyjnych twórców, takich jak inżynierowie FPGA, programiści i projektanci chipów.

    Pod tym względem pouczający jest jeden przykład. Ponad 60 procent projektów w ramach pierwszego uruchomienia programu sponsorowanego przez Google, a zarządzanego przez Efabless przy pomocy 130nm open-source PDK firmy SkyWater, pochodzi od designerów układów scalonych, dla których to pierwszy koncept. Jedna trzecia respondentów określiła się jako programiści sprzętu/oprogramowania lub projektanci układów FPGA. Inżynierowie z całego świata przyłączają się do danego ruchu z własnymi projektami open source.

    Otwarty model rozwoju przesunie granice i przyciągnie innowacyjnych projektantów tworzących nowe technologie, co branża półprzewodników zaczyna teraz dogłębnie rozumieć. Znaczące rozszerzenie społeczności twórców może zmienić dynamikę i przewartościować metodologię tworzenia i produkcji. Nowe podejście bazuje na już istniejącym, skłania się, jednak w stronę bezpłatnych i swobodnie dostępnych narzędzi do projektowania. Wygląda to jak tort z wieloma warstwami, w którym każda składa się z narzędzi typu open source lub zastrzeżonych, a projektanci wybierają to, czego potrzebują w oparciu o ich specyficzne wymagania. Zaczyna się na dole od produkcji i PDK. Po czym przenosi na narzędzia do automatyzacji projektowania elektronicznego (EDA) i krzemowe IP. Szczyt to projekt architektoniczny na wysokim poziomie.

    Dzięki darmowym narzędziom i wspierającej platformie duża społeczność inżynierów zoptymalizuje koncepty. Na początku będzie wiele małych projektów tworzonych w starszych węzłach i nie wszystkie z nich odniosą sukces. Niektóre zatriumfują, ale w pewnych przypadkach będą musiały uwzględniać zastrzeżone metodologie w celu optymalizacji zużycia mocy, zwiększenia wydajności i redukcji kosztów. Rezultatem będzie wykładniczy wzrost całej branży półprzewodników. Ruch open source jest analogiczny do przejścia z w pełni niestandardowych układów scalonych na częściowo niekonwencjonalne. Te ostatnie nie sabotowały przestrzeni tych pierwszych. Wręcz przeciwnie, znacznie poszerzyły gamę dostępnych produktów i wiedzę projektantów. A ostatecznie zwiększyły przestrzeń niestandardowych układów scalonych.

    Jako że Linux jest dostarczany w wersji kompatybilnej dla większości komputerów stacjonarnych, laptopów i serwerów. Sprytne firmy, takie jak Red Hat stworzyły własne oprogramowanie o otwartym kodzie źródłowym na bazie ww. systemu. Demokratyzacja projektowania chipów może zrobić coś podobnego dla przemysłu półprzewodników. Trwają zmiany związane z długoletnimi metodologiami i dynamiką przemysłu, wyznaczając oczekiwania dotyczące nowej puli wiedzy, która będzie napędzać wykładniczy rozwój branży półprzewodników.

    Źródło: https://www.eetimes.com/the-democratization-of-chip-design/
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    https://twitter.com/Moonstreet_Labs
    ghost666 napisał 11960 postów o ocenie 10197, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • #2 19844752
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #3 19845820
    Sebek6543210
    Poziom 10  
    Język angielski nie będzie dla znawców ani entuzjastów jakąś barierą. Zdecydowanie łatwiej znaleźć przycisk z tutoriala mając ten sam język co autor. Poza tym chcąc działać komercyjnie prędzej czy później trzeba używać języka angielskiego.
  • #4 19846571
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #5 19848047
    lukasdev
    Poziom 13  
    I co z tego że, są darmowe narzędzia gdyż zabawa tak na prawdę kończy się z chwilą wygenerowania pliku GDSII, dla tego że dalsza część przejścia z pliku wynikowego na gotowego czipa to bardzo drogi biznes jak na polskie warunki, oczywiście są konkursy gdzie nagrodą jest kontrakt na darmowe wykonanie czipów, no ale najpierw trzeba wygrać z innym układami z całego świata.
  • #6 19849217
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #7 19849807
    lukasdev
    Poziom 13  
    No właśnie to stwierdzenie "czy się do tego nadajesz" to niestety sprawdzeniem tego musi być gotowy chip, gdyż darmowe narzędzie to nić innego metodologia wielostopniowej konwersji bloków IP na poziomie RTL najczęściej jest to Verilog (które możesz uruchamiać w układach FPGA), do pliku wynikowego GDSII, niewiele ma to wspólnego z profesjonalnym narzędziem (profesjonalne narzędzie jest bardziej skomplikowane i wymaga znacznie lepszego komputera typu "stacja robocza", nawet większość komputerów tzw. dla graczy, sobie nie radzi), a poza tym symulacja złożonego projektu z wielu bloków IP na FPGA nie jest jednoznaczna z działaniem gotowego czipa. Darmowe narzędzie działa tylko pod Linux'em no i wymagana jest zabawa w kompilację wielu programów i bibliotek wchodzących w skład całej metodologii. To jest dobre dla studentów oraz inżynierów którzy mają ułatwiony dostęp do produkcji czipów, ale jak nie masz to co najwyżej możesz pobawić się układem FPGA.
  • #8 19850914
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #9 19851152
    lukasdev
    Poziom 13  
    Niema takiego symulatora który był by zgodny z rzeczywistością na 99%, nie ważne ile zasobów na to przydzielisz, wiele symulacja w większości jest funkcyjna (idealna) na poziomie RTL, nawet symulacja na poziomie netlisty składającej się z tranzystorów w jakimś programie spice ze wspomaganiem to jest jakieś średnio 40% zgodne z rzeczywistością, bo im więcej tranzystorów tym bardziej zgodność maleje. Jeśli uważasz że nie mam racji to radzę spróbować coś kolwiek zaprojektować w darmowych narzędziach "OpenRoad Project" https://theopenroadproject.org i symulować, a na końcu stworzyć czip i porównać.
  • #10 19851230
    Marek_Skalski
    VIP Zasłużony dla elektroda
    ghost666 napisał:
    pouczający jest jeden przykład. Ponad 60 procent projektów w ramach pierwszego uruchomienia programu sponsorowanego przez Google, a zarządzanego przez Efabless przy pomocy 130nm open-source PDK firmy SkyWater...
    Ten wymiar technologiczny był dobry 20 lat temu. Dzisiaj to technologia tak bardzo przestarzała, że trudno już znaleźć maszyny w niej operujące. Zostały jeszcze jakieś resztki, ale koszty i możliwa skala produkcji jest na poziomie 0,nic.
    Dorabianie do tego ideologii o kształceniu w ten sposób kadr przyszłych specjalistów to mijanie się z prawdą, ponieważ ci specjaliści będą się uczyli prastarych technologii, gdzie fizyka na poziomie molekularnym jest zupełnie inna. Nabyta w ten sposób wiedza jest bezużyteczna już przy węzłach rzędu 10-16 nm. Narzędzia potrzebne do projektowania nowszych (wcale nie nowoczesnych) struktur są znacznie bardziej wymagające technicznie i logicznie, gdzie często podchodzi się do problemu w zupełnie inny sposób niż dawniej. Symulacje są prowadzone na klastrach w centrach obliczeniowych, do których zwykły Kowalski czy Smith nie ma dostępu, a nie na komputerach z serii ROG, które są postrzegane przez amatorów jako maszyny o ogromnej wydajności. Tylko na marginesie wspomnę, że komputery cywilne są optymalizowane pod Direct X, a maszyny dla projektantów pracują głównie na OpenGL. I to nie jest zamienne.
    Bardzo ważnym etapem takiej pracy koncepcyjnej jest weryfikacja. Dzisiaj, jest to bardzo trudne, ponieważ producenci o ugruntowanej reputacji i naprawdę dużych zasobach mają problem zrealizować cele produkcyjne, a co dopiero amator, który coś tam obie w domu narysował i chciałby naświetlić 20 warstw na waflu 150 mm. To trochę tak jakby przyjść dzisiaj do TME i poprosić o przysłanie do poniedziałku rano faksem oferty na zakup 4 rezystorów, 2 kondensatorów i 1 bardzo nietypowego złącza. No sorry...

    Nie neguję samej idei, która jest trochę jak dni otwartych drzwi na uczelniach, gdzie można wejść do laboratorium, zobaczyć coś interesującego, przeprowadzić samodzielnie bezpieczny i mało wymagający eksperyment lub zobaczyć interesującą wizualizację obrazu spod mikroskopu lub sąsiedniej galaktyki. Takie zdarzenie może kogoś zainspirować do działania i po latach przynieść wymierne korzyści gospodarcze, ale dotyczy to wyjątków, nie ogółu. Warto próbować, ale trzeba sobie zdawać sprawę z bardzo małej skuteczności takich działań i nie jest uczciwe, aby pisać o tym w kategoriach "każdy", "łatwo", "demokratycznie".

    Swoją drogą co ma znaczyć ta "demokratyzacja"? Nie znalazłem w treści wyjaśnienia dla użycia tego słowa. Jaki model demokracji będzie tutaj zastosowany: grecki, amerykański, rosyjski?
  • #11 19851694
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #12 19856727
    lukasdev
    Poziom 13  
    Profesjonalnie to jest wiele programów tworzących wielopoziomową metodologie symulacyjną i weryfikacyjną na wielu poziomach projektu i to kosztuje setki M$ do tego musisz wynająć klaster bazujący głównie na procesorach xeon gdyż w większości tych programów wspomaganie jedyne to są procki a nie karty graficzne, jedynie karta graficzna przez opengl'a wspomaga wyświetlanie wyników graficznych symulacji, a to co masz za darmo to jest jakieś 0,1% tego co masz profesjonalnie. No maszyny istnieją dla technologii 180nm i więcej do produkcji czipów mocy i detektorów, które wykorzystują metodę bezmaskowej litografii np.: Electron Beam Lithography, Maskless LED/Laser Photolithography (od 360nm).
  • #13 19856915
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #14 19857033
    lukasdev
    Poziom 13  
    Dla zwykłego kowalskiego nikt nie uruchomi klastra z profesjonalnym oprogramowanie za darmo, a poza tym wdrażanie się zwykłego kowalskiego w to zajęło by lata gdyż te wielopoziomową symulację i weryfikację realizuje co najmniej kilka zespołów programistów, to co masz za darmo to symulator programowy na poziomie RTL lub sprzętowy - płatny (implementacja komponentów w układzie FPGA, koszt płytki ewaluacyjnej) i symulator spice, wystarczy się zapoznać z wiadomościami pod linkiem https://theopenroadproject.org .
  • #15 19857086
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #16 19858652
    kris107
    Poziom 5  
    Dla mnie po latach open source jest jak rak. Kiedyś się nie zgadzałem z Billem, bo on to tak nazwał, ale muszę mu przyznać rację.
    Gdy lata temu obok ciebie siedział specjalista, z którym się dogadywałeś i zarabialiście sporo więcej jak przysłowiowy budowlaniec, tak teraz dzięki różnym darmowym, niedopracowanym bibliotekom z masą błędów (nikt już nie chce płacić żebyś to zrobił lepiej) i portalom typu Stack Overflow, obok ciebie może siedzieć przysłowiowy kierowca taksówki, którego musisz wyciągać za kołnierz przy każdym prostym (według ciebie) problemie. Twoja pensja już niewiele się różni od jego, a szef reaguje uczuleniem na każdy przejaw twojego poczucia, że jesteś od niego lepszy (jako przejaw dyskryminacji) :D
    Jeżeli coś przerysowałem to celowo. Bo jeżeli tak jeszcze u kogoś nie jest, to niedługo tak będzie.
    Wspomniany Linuks a szczególnie jego środowisko GNU to jest kupa przestarzałego syfu...
    Nikt nie będzie inwestował poważnych pieniędzy w badania i rozwój czegoś co może mieć każdy.
    Nawet na podstawowe audyty bezpieczeństwa nie wydadzą grosza, a jak będzie dziura jak w ostatnim log4j to wzruszą ramionami że tak już musi być i tyle :)
  • #17 19859079
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    kris107 napisał:
    Dla mnie po latach open source jest jak rak. Kiedyś się nie zgadzałem z Billem, bo on to tak nazwał, ale muszę mu przyznać rację.
    Gdy lata temu obok ciebie siedział specjalista, z którym się dogadywałeś i zarabialiście sporo więcej jak przysłowiowy budowlaniec, tak teraz dzięki różnym darmowym, niedopracowanym bibliotekom z masą błędów (nikt już nie chce płacić żebyś to zrobił lepiej) i portalom typu Stack Overflow, obok ciebie może siedzieć przysłowiowy kierowca taksówki, którego musisz wyciągać za kołnierz przy każdym prostym (według ciebie) problemie. Twoja pensja już niewiele się różni od jego, a szef reaguje uczuleniem na każdy przejaw twojego poczucia, że jesteś od niego lepszy (jako przejaw dyskryminacji) :D
    Jeżeli coś przerysowałem to celowo. Bo jeżeli tak jeszcze u kogoś nie jest, to niedługo tak będzie.
    Wspomniany Linuks a szczególnie jego środowisko GNU to jest kupa przestarzałego syfu...
    Nikt nie będzie inwestował poważnych pieniędzy w badania i rozwój czegoś co może mieć każdy.
    Nawet na podstawowe audyty bezpieczeństwa nie wydadzą grosza, a jak będzie dziura jak w ostatnim log4j to wzruszą ramionami że tak już musi być i tyle :)


    To się zamieniłeś z MS miejscami, bo teraz Microsoft mocno wspiera środowiska open-source, Linuxa itp. :D
  • #18 19859107
    kris107
    Poziom 5  
    ghost666 napisał:
    To się zamieniłeś z MS miejscami, bo teraz Microsoft mocno wspiera środowiska open-source, Linuxa itp.


    Jak ktoś może wykonać dla nich coś za darmo to czemu nie.
    Najważniejsze rzeczy na których zarabiają nadal mają zamknięte a szczególnie te które przechodzą na online, subskrypcje, abonamenty.
  • #19 19859535
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #20 19859738
    kris107
    Poziom 5  
    spec220 napisał:
    Kolega chyba też do końca nie zrozumiał, bo pewnie rozważa sytuację jakiejś pracowniczej redukcji zakładowej, której celem jest likwidacja etatów, miejsc pracy oraz tzw. chaotyczne mieszanie niekompetentnej załogi do nowo przydzielonych zadań...


    Moim zdaniem to ty nie zrozumiałeś mojego wpisu, bo przywołujesz "przysłowiowe" zawody, do prawdziwych zarzucając w dodatku stereotypowe myślenie.
    Pewnych rzeczy już nie przyswoisz bo mózg się latami rozwija w analitycznym myśleniu.
    Może do powielania sprawdzonych schematów się to sprawdzi, ale przy bardziej zaawansowanych pracach, "przebranżawianie" 40 letniego człowieka, który zajmował się czymś zupełnie innym, to jest tylko obciążenie dla zespołu i to na różnych płaszczyznach.

    Jeżeli czegoś nie zrozumiałem to twojego tekstu pod drugim cytatem.
    spec220 napisał:
    To wykonaj coś za darmo,
    itd.

    Nie wiem do czego to.
  • #21 19859773
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #22 19859812
    kris107
    Poziom 5  
    spec220 napisał:
    Jest cała rzesza młodych ludzi którym ten program może otworzyć nowe drzwi...


    Powiedź mi, jak myślisz, kto najwięcej zyskuje na Open Source i jak ten biznes się trzyma?
    Czy zyskują na nich ludzie kompetentni w swojej specjalistycznej dziedzinie,
    czy Ci którzy potrafią coś sprzedać (ukręcić loda z g***), mają dostęp do kapitału, kontaktów, sieci powiązań biznesowych, znajomości, prawników, certyfikacji itp.
    Który model ma bardziej dochodowe biznesy?

    Może darmowa pomoc prawna dla projektów opartych o Open Source, albo certyfikacja? Może kapitał na 0%?

    spec220 napisał:
    Umowa o stałą pracę ? > to już raczej "komunistyczny kryzysowy wynalazek"

    Dla mnie Open Source to komunistyczny wynalazek. Jak coś jest wszystkich to jest niczyje i nikt o to na poważnie nie dba, a jak się dorobi to się wypnie i zrobi swoje lepsze. Choć dorobić mu się będzie trudno, bo trudno mieć przewagi konkurencyjne mając to co wszyscy.
    Więc będzie latami za pół darmo dreptał w miejscu jak RedHat.

    Wiara w demokratyczność też jest bardzo naiwna. Korporacja zatrudnia głównych ludzi z projektu i koniec z demokracją.
  • #23 19860198
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  

Podsumowanie tematu

Dyskusja koncentruje się na demokratyzacji procesu projektowania układów scalonych, porównując ruch open source do rozwoju systemu Linux w latach 90. Uczestnicy podkreślają znaczenie dostępności narzędzi projektowych, jednak zwracają uwagę na bariery językowe oraz wysokie koszty produkcji chipów. Wiele osób zauważa, że darmowe narzędzia mogą być użyteczne dla początkujących, ale nie zastąpią profesjonalnych rozwiązań wymagających zaawansowanego sprzętu i oprogramowania. Wskazują również na potrzebę wsparcia w postaci szkoleń i mentorstwa, aby skutecznie wykorzystać te narzędzia. Krytyka dotyczy także jakości open source, która może prowadzić do obniżenia standardów w branży.
Podsumowanie wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA