El SkyWater 130nm PDK là bộ thiết kế quy trình CMOS mở đã cách mạng hóa khả năng tiếp cận sản xuất mạch tích hợp. Nhờ sự hợp tác giữa Google và SkyWater, các nhà thiết kế hiện có thể khám phá và sản xuất chip của riêng mình mà không cần giấy phép đắt tiền. Trong bài viết này, chúng tôi giải thích cho bạn Mọi thứ bạn cần biết về SkyWater PDK, từ cài đặt đến các công cụ được hỗ trợ và các biện pháp thực hành tốt nhất.
Là một dự án nguồn mởSkyWater PDK cung cấp cho cộng đồng thiết kế khả năng thử nghiệm và cải thiện thiết kế của họ với công cụ phần mềm và phần cứng có thể truy cập. Mặc dù chưa sẵn sàng để sản xuất hàng loạt, bộ dụng cụ này đại diện cho một cơ hội duy nhất cho phát triển và xác nhận các thiết kế mạch tích hợp mới.
SkyWater PDK là gì?
SkyWater PDK là một Bộ thiết kế quy trình (PDK) dựa trên công nghệ 130nm của SkyWater Technology Foundry. Dự án này được ra mắt như một dự án nguồn mở với mục đích dân chủ hóa khả năng tiếp cận thiết kế mạch tích hợp.
Mặc dù PDK này hiện không hướng tới sản xuất hàng loạt nhưng nó lý tưởng cho Xác thực thiết kế và việc tạo ra các chip thử nghiệm. Google và SkyWater tiếp tục thử nghiệm nội bộ và xác thực trong silicon dữ liệu đã công bố.
Các công cụ tương thích với SkyWater PDK
Một trong những khía cạnh thú vị nhất của SkyWater PDK là hỗ trợ nhiều công cụ thiết kế và mô phỏng. Một số điểm nổi bật nhất là:
- ma thuật:Một phần mềm thiết kế mạch tích hợp cho phép tạo ra các bố cục, mặc dù việc sử dụng nó có thể tốn nhiều công sức do giao diện thủ công.
- Đường mở: Một quy trình thiết kế tự động dựa trên các công cụ nguồn mở giúp tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí và định tuyến các ô tiêu chuẩn.
- Qflow:Bộ công cụ thiết kế tự động cho phép tích hợp SkyWater 130nm, mặc dù khả năng tương thích của nó chỉ ở mức một phần.
- ngspice và Cadence Spectre: Hai trình mô phỏng được sử dụng rộng rãi cho kiểm tra mạch.
Trong khi một số công cụ như Đường mở để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thiết kế, việc tích hợp với SkyWater PDK có thể yêu cầu thêm công việc và điều chỉnh tùy chỉnh.
Kiến trúc và khối SkyWater PDK
SkyWater PDK bao gồm khối thiết kế khác nhau giúp tạo ra các mạch tùy chỉnh:
- Tế bào I/O: Một tập hợp các ô và nguyên mẫu cho phép xây dựng các vòng đầu vào và đầu ra.
- Bộ đệm đầu vào và đầu ra: Với nhiều công suất tiêu thụ và chế độ cấu hình khác nhau.
- Trình tạo tham chiếu: Được sử dụng để cung cấp điện áp tham chiếu cho một số khối PDK.
Những thách thức và cân nhắc khi sử dụng SkyWater PDK
Mặc dù SkyWater PDK là một công cụ mạnh mẽ, nhưng nó có một số Những hạn chế và thách thức cân nhắc:
- Đường cong học tập:Một số công cụ yêu cầu kiến thức chuyên sâu về thiết kế mạch.
- Những hạn chế trong sản xuất:Hiện tại, nó không hướng tới sản xuất hàng loạt mà hướng tới xác nhận và thử nghiệm.
- Sự sẵn có của tài liệu:Mặc dù là sáng kiến mở, một số khía cạnh kỹ thuật có thể thiếu tài liệu chi tiết.
Tuy nhiên, cộng đồng nguồn mở đã thực hiện một số cải tiến và tạo ra thêm nhiều tài nguyên để giúp PDK dễ sử dụng hơn. SkyWater PDK đã trở thành tài liệu tham khảo quan trọng cho việc thử nghiệm và phát triển các thiết kế mạch tích hợp mới. Bất chấp những thách thức, nó mang đến cơ hội độc đáo cho các nhà thiết kế và nhà nghiên cứu làm việc với các công cụ tiên tiến mà không bị hạn chế về sở hữu trí tuệ.