GNU Electric - Phần mềm thiết kế VLSI chip mã nguồn mở và miễn phí tuyệt vời

GNU điện không chỉ là một phần mềm miễn phí khác, nó là một bộ công cụ mạnh mẽ cho phép người dùng thiết kế sơ đồ, vẽ sơ đồ mạch và cuối cùng tạo ra các thiết kế chip ở cấp độ bóng bán dẫn như các công ty thiết kế hệ thống VLSI.

Với sự tập trung vào tính linh hoạt và hiệu quả, GNU Electric đã trở thành một sự lựa chọn ưa thích cho các chuyên gia và những người đam mê. Ngoài ra, bạn sẽ tìm thấy tài liệu hữu ích giúp bạn sử dụng nó cũng như một bộ thư viện tốt để sản xuất chip ở các nút, mạch thử nghiệm khác nhau, v.v.

Điện là gì?

Điện là một hệ thống thiết kế có sự trợ giúp của máy tính cho các mạch điện, với trọng tâm chính là thiết kế mạch tích hợp. Tuy nhiên, nó cũng có khả năng xử lý các lược đồ và ngôn ngữ mô tả phần cứng hoặc HDL (Ngôn ngữ mô tả phần cứng) cho thiết kế chip VLSI (Tích hợp quy mô rất lớn). Nó rất linh hoạt và bao gồm nhiều công nghệ khác nhau, bao gồm MOS (nMOS và các biến thể khác nhau của CMOS), thiết kế lưỡng cực và lai. Ngoài các công nghệ thiết kế vi mạch này, bạn có thể làm việc với nhiều dạng đồ họa khác, chẳng hạn như sơ đồ, nghệ thuật, kiến ​​trúc FPGA, v.v. Bao gồm trình chỉnh sửa công nghệ tích hợp cho phép sửa đổi và tạo môi trường thiết kế mới.

Điện tích hợp một nhiều công cụ để phân tích và tổng hợp mạch. Hệ thống này bao gồm trình kiểm tra quy tắc thiết kế, trình mô phỏng, bộ định tuyến, v.v. Ngoài ra, nó còn có một mô hình tinh tế để tích hợp công cụ, giúp bạn dễ dàng thêm những công cụ mới. Tương tự, nó có các công cụ bổ sung, chẳng hạn như trình mô phỏng IRSIM của Đại học Stanford, có thể được tích hợp hoàn hảo với Electric, như một phần bổ sung cho ALS.

Ngoài khả năng xử lý các công nghệ và công cụ tùy ý, Electric còn có giao diện mạnh mẽ cung cấp các ràng buộc về thiết kế và tính di động của nền tảng. Hệ thống ràng buộc cho phép các thành phần được kết nối vẫn được kết nối hợp lý, ngay cả khi thiết kế được sửa đổi. Tính di động của nền tảng có nghĩa là Electric có thể chạy trên hầu hết mọi máy tính (mã Java chạy ở mọi nơi và mã C biên dịch trên UNIX/LINUX, Windows và Macintosh). Và bạn sẽ thấy nó có sẵn bằng nhiều ngôn ngữ, bao gồm cả tiếng Tây Ban Nha.

Tính năng điện

Electric là một hệ thống thiết kế VLSI rất linh hoạt và mạnh mẽ, có thể xử lý nhiều kiểu thiết kế mạch.. Giao diện người dùng phức tạp của nó hoạt động trên tất cả các máy trạm phổ biến và cung cấp ngôn ngữ diễn giải cho người dùng nâng cao. Electric có nhiều công cụ phân tích và tổng hợp, bao gồm kiểm tra quy tắc thiết kế, mô phỏng, so sánh mạng, định tuyến, nén, biên dịch silicon, tạo PLA và bù.

Hệ thống xác minh nguyên lý thiết kế Điện giám sát tất cả các thay đổi được thực hiện đối với thiết kế và hiển thị thông báo lỗi khi phát hiện vi phạm. Electric cũng có thể đọc kết quả đầu ra của Assura hoặc Calibre và hiển thị kết quả. Trình kiểm tra quy tắc điện sẽ kiểm tra tất cả các khu vực giếng và bề mặt để tìm các điểm tiếp xúc và khoảng cách thích hợp, đồng thời thực hiện kiểm tra quy tắc ăng-ten để xác thực quá trình sản xuất.

Điện đi kèm với một thiết bị mô phỏng Mức chuyển mạch 12 trạng thái tích hợp, được gọi là ALS. Electric có thể sản xuất sàn đầu vào cho một số trình mô phỏng phổ biến. Người sử dụng điện phải tự mình có được những bộ mô phỏng này.

El Máy phát điện PLA CMOS từ Electric hoạt động từ thư viện các phần tử PLA, cho phép khuôn tùy chỉnh. Bộ tạo khung đệm đặt các ô đệm xung quanh lõi chip và kết nối chúng lại với nhau. Trình tạo ROM tạo ra một thiết kế từ tệp cá tính ROM.

El Máy đầm điện điều chỉnh hình học theo khoảng cách tối thiểu trên trục X và Y. Logic Effort là một hệ thống đánh dấu các cổng sơ đồ kỹ thuật số bằng thông tin phân nhánh sẽ tạo ra các mạch có tốc độ nhanh tối ưu. Mặt khác, Electric có sẵn sáu công cụ sắp xếp thử nghiệm sử dụng tính năng song song để tăng tốc nhiệm vụ. Bộ định tuyến mê cung của Electric chạy các cáp riêng lẻ giữa các điểm. Bộ định tuyến ghép ô tạo ra các kết nối rõ ràng trong đó các ô nối hoặc chồng lên nhau. Bộ định tuyến giả quan sát hoạt động của người dùng và lặp lại hoạt động đó trong các tình huống tương tự trên toàn mạch.

El hệ thống VHDL Electric có thể tạo VHDL từ một bố cục và có thể biên dịch VHDL thành các danh sách mạng có nhiều định dạng khác nhau. Các danh sách mạng này có thể được mô phỏng bằng trình mô phỏng tích hợp, được chuyển đổi sang bố cục bằng trình biên dịch silicon hoặc được lưu vào đĩa để các trình mô phỏng bên ngoài sử dụng.

El Trình biên dịch Silicon điện Địa điểm và tuyến đường Các ô tiêu chuẩn từ danh sách các mạng cấu trúc, có thể lấy được từ VHDL, từ đó có thể lấy được từ bản vẽ sơ đồ. Electric cũng có công cụ Kiểm tra tính nhất quán mạng (LVS) để so sánh thiết kế với sơ đồ tương đương. Bạn có thể so sánh hai phiên bản khác nhau của một thiết kế hoặc hai phiên bản khác nhau của sơ đồ. Một phiên bản thử nghiệm của NCC cũng có sẵn, được gọi là Thử nghiệm trao đổi cổng.

Và nếu bạn muốn, bạn cũng sẽ có sẵn một hệ thống quản lý dự án tích hợp (thậm chí là hệ thống dựa trên CVS tích hợp thứ hai nếu bạn thích) cho phép người dùng chia sẻ thư viện mạch. Người dùng có thể trích xuất các ô để chỉnh sửa và trả lại khi hoàn tất. Những người dùng khác bị ngăn không cho thay đổi các ô đã xóa và có thể cập nhật mạch của họ khi các thay đổi được ghi lại. Ngoài ra, người dùng không được thực hiện các thay đổi đối với các ô đã kiểm tra mà có thể ảnh hưởng đến các ô khác chưa được kiểm tra. Cảnh báo cũng được đưa ra khi nhiều người dùng trích xuất các ô có liên quan theo thứ bậc, điều này có thể gây trở ngại cho việc chỉnh sửa của họ.

Khi công nghệ được hỗ trợ, có:

nMOS	Transistor nMOS truyền thống
CMOS	Nó có nhiều phiên bản khác nhau, chẳng hạn như quy tắc chung, quy tắc Cal Tech Round hoặc quy tắc MOSIS
Lưỡng cực	Logic bóng bán dẫn lưỡng cực chung
BiCMOS	Lưỡng cực+CMOS cho mạch lai
TFT	Mạch màng mỏng
Bộ lọc kỹ thuật số	Chung chung
PCB	Có thể hỗ trợ tới 8 lớp cho bảng mạch in
Sơ đồ	Tạo các mạch sơ đồ với các thành phần tương tự và kỹ thuật số
FPGA	Thiết kế cho FPGA tùy chỉnh
Ảnh minh họa	Các yếu tố cho thiết kế đồ họa

Và đối với các giao diện bên ngoài, sự thật là Electric rất tập tin tương thích từ nhiều EDA khác, ví dụ:

Định dạng	Cổng ra	miêu tả
CIF	LÀ	Định dạng trung cấp Caltech
GDS II	LÀ	Định dạng trao đổi Calma GDS
EDIF	LÀ	Định dạng trao đổi thiết kế điện tử
SUE	E	Môi trường người dùng sơ đồ
DXF	LÀ	Định dạng cơ học gốc của AutoCAD
VHDL	LÀ	HDL
Phiên bản	S	HDL
CDL	S	Ngôn ngữ mô tả nhịp
EAGLE	S	Chụp sơ đồ
ĐỆM	S	Chụp sơ đồ
ECAD	S	Chụp sơ đồ
ứng dụng	E	Applicon/860 (định dạng CAD cũ)
Giá sách	E	Giá sách (định dạng trao đổi vị trí)
Gerber	LÀ	Gerber Scientific (định dạng máy vẽ)
HPGL	S	Ngôn ngữ vẽ đồ thị
PostScript	S	Ngôn ngữ vẽ đồ thị
SVG	S	Đồ họa Vector có thể mở rộng (hình ảnh có thể mở rộng cho trình duyệt)

Nhưng đây không phải là tất cả, bạn cũng có thể có các plugin giống như những thư viện này:

• Bang Boise: thư viện để sử dụng các ô tiêu chuẩn được tạo bởi trường đại học mà chúng được đặt tên theo và dựa trên quy tắc MOSIS Submicron với 3 lớp kết nối kim loại và khả năng sản xuất chip trong xưởng đúc ON Semiconductor trong quy trình C5.
• Harvey bùn: các tế bào và chip tiêu chuẩn của Đại học Harvey Mudd, với thiết kế bộ vi xử lý MIPS 32-bit và các tế bào liên quan của nó.
• MOSIS CMOS- Bạn có cả thư viện công nghệ sản xuất 350nm và 180nm cho miếng đệm và cell tiêu chuẩn tương ứng. Những thư viện này được phát triển bởi Phòng thí nghiệm Sun Microsystems và Trường Cao đẳng Kỹ thuật Thành phố Bangladesh, dưới sự hướng dẫn của Kanada Technologies.
• Chip thử nghiệm Sun Microsystems: Đây là thiết kế của Sun với khoảng 1 triệu bóng bán dẫn được sử dụng làm mô hình để đo điện dung cấu trúc của chip.
• Thư viện ô: một thư viện ô khác được thiết kế bởi Hochschule Kempten và được sử dụng trong Trình biên dịch Silicon của Electric.

Đơn giản là ấn tượng…

GNU Electric: lịch sử

Phần mềm thiết kế VLSI, GNU Electric, đã có lịch sử lâu đời cho đến những gì chúng ta biết ngày nay. Nó được tạo ra bởi Steven M. Rubin vào đầu những năm 80 và nhanh chóng được phân phối tới các trường đại học và viện nghiên cứu trên khắp thế giới. Vào giữa những năm 80, Applicon tiếp thị Electric với tên gọi “Bravo3VLSI”. Các thiết kế Electric đầu tiên được viết bằng ngôn ngữ lập trình C và vẫn có thể được tải xuống từ trang web chính thức, mặc dù sau đó nó sẽ được chuyển sang Java từ phiên bản 8.0, mặc dù 7.0 vẫn được duy trì dựa trên C nếu bạn muốn.

Năm 1988, Electric Editor Incorporated được thành lập và bán hệ thống này với mục đích thương mại. Năm 1998, công ty phát hành Electric thông qua Tổ chức phần mềm miễn phí (GNU). Năm 1999, bộ phận phát triển Điện chuyển sang Sun Microsystems.

Năm 2000, Steven Rubin đã tạo ra Phần mềm miễn phí tĩnh, một công ty quản lý việc phân phối miễn phí Điện. Năm 2003, phiên bản “C” của Electric bị hủy bỏ và việc dịch nó sang ngôn ngữ Java bắt đầu, hoàn thành vào năm 2005. Mặc dù mã C vẫn có sẵn nhưng nó không còn được phát triển hoặc hỗ trợ nữa.

Năm 2004, Phần mềm miễn phí tĩnh đã trở thành một bộ phận của Doanh nghiệp RuLabinsky, được thành lập, một tập đoàn vẫn luôn cống hiến cho phần mềm miễn phí. Năm 2010, Oracle mua lại Sun Microsystems và tiếp tục hỗ trợ phát triển Electric cho đến cuối năm 2016, do đó nó dựa trên Java.

Năm 2017, việc phát triển Điện đã dừng lại, nhưng Tiếp tục hỗ trợ và sửa lỗi. Mã hiện có sẵn từ Tổ chức Phần mềm Tự do. Nó hiện là một phần trong danh mục thông thường của các gói dự án GNU.

Hơn nữa, nó hiện đang được sử dụng bởi nhiều người có sở thích riêng tư và thậm chí cả các chuyên gia. Nhiều trường đại học trên thế giới đã sử dụng Electric cho thiết kế chip của họ, cũng như một số công ty nổi tiếng như Apple Computer, Intel, Harris Corporation, NEC Electronics, Rambus, Sun Microsystems (nay là Oracle), v.v. Trên thực tế, trong số các công ty đã sử dụng nó có Tập đoàn Transmeta nổi tiếng, công ty đã phát triển bộ vi xử lý VLIW như Crusoe và Efficeon, và cũng là nơi Linus Torvalds làm việc khi ông mới từ Phần Lan đến Thung lũng Silicon để tạo ra Code Morphing, một loại mã. rằng Nó chạy ở chế độ nền để dịch các lệnh x86 của phần mềm sang VLIW nhằm làm cho các chip này tương thích với phần mềm hàng ngày.

Cách nhận Điện miễn phí

Nếu bạn thích nó, bạn có thể tải xuống miễn phí từ đây:

• GNU Electric phiên bản C, Java và mã nguồn cho các nền tảng khác nhau (Linux, MacOS, Windows).
• Thư viện bổ sung.
• Tài liệu.
• Trình mô phỏng IRSIM.