Le chat de piratage des ASIC Open Source redéfinit le possible

Il fut un temps où tout ce qui était disponible pour l’amateur d’électronique était des composants passifs et des tubes à vide. Puis est arrivé le circuit intégré, et il a tout changé. Avance rapide un peu, et des microcontrôleurs programmables abordables sont arrivés sur la scène. Se lancer dans l’électronique est devenu beaucoup plus facile et la frontière entre le matériel et les logiciels a commencé à s’estomper. Beaucoup plus récemment, la communauté des amateurs a été initiée aux réseaux de portes programmables sur le terrain (FPGA) et aux outils nécessaires pour travailler avec eux. Bien qu’elle ne soit pas aussi largement applicable que l’IC ou le MCU, la prolifération des FPGA parmi les pirates informatiques a une fois de plus ouvert des portes qui étaient auparavant verrouillées.

Nous sommes actuellement au bord d’un autre changement de paradigme, mais il n’est pas surprenant que vous n’en ayez pas entendu parler. Après tout, les deux dernières années ont été un peu inhabituelles, de sorte que l’annonce en 2020 que Google s’associait à SkyWater et Efabless pour permettre la conception et la fabrication de circuits intégrés spécifiques aux applications (ASIC) open source a volé sous le radar pendant de nombreuses années. gens. Mais pas Matt Venn, l’hôte du Hack Chat de cette semaine. Pour lui, c’était l’occasion qu’il attendait.

Matt a commencé comme beaucoup d’entre nous, en construisant des kits électroniques et en construisant de nouveaux gadgets à partir de vieux matériels mis au rebut. Il est diplômé en microcontrôleurs et s’est particulièrement intéressé aux FPGA lorsque les chaînes d’outils open source ont commencé à faire leur apparition. Bien sûr, à ce stade, c’était bien plus qu’un passe-temps pour lui. Il présentait une conférence à la Semaine du matériel open source 2019 en Suisse lorsqu’il a vu Tim Edwards d’Efabless faire la démonstration d’une puce qui avait été fabriquée avec des outils open source. Malheureusement, les coûts impliqués étaient encore bien trop élevés pour qu’un individu puisse concrétiser ses idées dans le silicium.

Ainsi, lorsque Google et Skywater ont annoncé qu’ils paieraient la facture pour avoir sélectionné des conceptions ASIC open source fabriquées quelques mois plus tard, Matt a dit qu’il était en bonne position pour intervenir. Il a depuis commencé à diriger le Cours de zéro à ASIC qui vise à vous apprendre à produire vos propres puces à l’aide du kit de développement de processus open source, et jusqu’à présent, 160 personnes l’ont accepté.

Comme vous vous en doutez, de nombreuses questions du chat portaient sur le type de conceptions que vous pouvez réellement produire en utilisant le processus 130 nm. Surtout compte tenu des limites de l’espace physique que chaque circuit de créateur peut occuper sur chaque plaquette multi-projets (MPW). D’autres voulaient savoir à quel point il serait difficile de porter des conceptions FPGA existantes ou dans quelle mesure le processus fonctionnait avec des applications analogiques. Avec le nombre de conceptions que Matt a vues suivre son cours, il pourrait répondre à de nombreuses questions simplement en indiquant l’ASIC d’un individu particulier. Par exemple, il a cité le convertisseur numérique-analogique de l’émetteur-récepteur satellite 5 GHz de Harald Pretl et Thomas Parry comme excellent exemple analogique.

Alors disons que vous travaillez pour concevoir un ASIC et qu’il est approuvé pour être produit sur un futur MPW, et alors ? Eh bien, vous devez d’abord espérer que tout se passe comme prévu. Matt explique que l’exécution initiale était presque une perte totale en raison de problèmes de synchronisation dans la chaîne d’outils, bien qu’à la fin, il ait été en grande partie capable de récupérer sa propre puce. Mais ils ont fait plusieurs essais depuis, alors supposons qu’il n’y a pas de problèmes de production. Qu’est-ce qui se retrouve exactement à votre porte ?

Si vous vous attendiez à un DIP8 pratique, vous pourriez être déçu. Alors que certains packages conviviaux pour le bricolage seraient bien, à l’heure actuelle, les ASIC sont livrés en tant que package d’échelle de puce au niveau de la tranche (WLCSP) avec un pas impitoyable de 0,5 mm. Si vous pouvez le croire, il s’agit en fait d’une amélioration par rapport à la première version, qui a été expédiée sous forme de dé nu. Bien sûr, comme Matt l’a souligné, quiconque en est arrivé à concevoir son propre ASIC personnalisé ne sera probablement pas effrayé par la perspective d’une soudure à pas fin. Certains dans le chat se sont interrogés sur la difficulté de produire des PCB compatibles, mais Matt a déclaré que, d’après son expérience, OSH Park a été à la hauteur du défi.

Comme le Metal 3D Printing Hack Chat avant lui, la session de cette semaine a abordé un sujet qui est à la pointe de ce qui est possible pour les pirates informatiques et les amateurs. À vrai dire, la grande majorité des personnes qui lisent Hackaday ne sont plus susceptibles d’envoyer chercher leur propre ASIC personnalisé car elles combattent les rayons X dans le but de fritter du métal avec un pistolet à électrons homebrew. Mais cela ne rend pas le fait que certaines personnes le font moins important ou inspirant. Cela dit, si vous fais finissez par être l’un de ces rares privilégiés qui peuvent se vanter d’avoir conçu leur propre puce personnalisée – n’oubliez pas de nous en envoyer une.

Nous sommes reconnaissants à Matt Venn d’avoir pu, une fois de plus, partager avec nous sa précieuse expérience dans le domaine des circuits intégrés spécifiques aux applications open source. Si vous ne les avez pas encore consultés, le Zéro à ASIC atelier qu’il a animé pour Remoticon 2020 et sa conférence ASIC open source – Une année en perspective de Remoticon 2021 sont obligatoires si vous souhaitez en savoir plus sur cette nouvelle frontière fascinante du piratage matériel.


Le Hack Chat est une session de chat en ligne hebdomadaire animée par des experts de premier plan de tous les coins de l’univers du piratage matériel. C’est un excellent moyen pour les pirates de se connecter de manière amusante et informelle, mais si vous ne pouvez pas le diffuser en direct, ces articles de synthèse ainsi que les transcriptions publiées sur Hackaday.io vous permettent de ne rien manquer.