Concevoir vos propres circuits intégrés comme une opération à une personne à partir de votre atelier à domicile ressemble à de la science-fiction. Mais il y a 20 ans, rouler vos propres circuits imprimés pour héberger un microcontrôleur 600 MHz avec un firmware que vous avez écrit vous-même. Il s’avère que la conception en silicone n’est pas aussi hors de portée qu’elle l’était et Matt Venn nous montre les cordes de son Zéro à ASIC atelier.

Tenue pendant le Hackaday Remoticon 2020, il s’agit d’une visite guidée des outils utilisés dans le Skywater PDK – le Process Design Kit qui est une boîte à outils ASIC open source produite dans le cadre d’un partenariat entre Google et SkyWater Technology. Nous avons couvert l’actualité lors de l’annonce initiale en juin, mais c’est le regard le plus complet que nous ayons vu dans le processus de conception réel.

Dessin d’un MOSFET à canal N en silicium

Matt construit la démo à partir de la conception très simple d’un MOSFET à canal N avec des outils de clic et de glisser similaires aux logiciels d’édition graphique. La bonne nouvelle c’est que bien que vous pouvez dessinez vos propres structures comme celle-ci, vous n’aurez pas à le faire pour des conceptions numériques Une grande variété d’IP a été apportée au projet open source permettant d’intégrer des blocs de construction de base en utilisant HDL. Cependant, le pouvoir de dessiner des structures sera certainement le terrain de jeu pour ceux qui ont besoin de conception analogique dans le cadre de leurs projets.

Comme avec le logiciel EDA utilisé pour les cartes de circuits imprimés, le PDK inclut des vérifications de règles de conception pour s’assurer que vous ne violez pas les limites de la fabrication de puces à 130 nm. Il y a aussi une autre magie noire là-dedans, car Matt mentionne spécifiquement une vérification des règles d’antenne pour éviter que votre conception ne soit grillée par un courant induit sur de «grandes» séries métallisées (microscopiquement) pendant le processus de fabrication.

Partie d’un organigramme logique massif pour une conception de compteur IC

Le flux de travail actuel implique de parcourir un grand nombre de fichiers de configuration, ce que Matt admet lui a pris beaucoup de temps pour comprendre. Cependant, ce qui est disponible pour vérifier votre conception est très impressionnant. Il fait une démonstration de la simulation SPICE pour calculer les horaires et montre de nombreux exemples de dessins de vérification générés par le processus de compilation, soit sous la forme de voir les structures telles qu’elles seront disposées, soit sous forme d’organigrammes logiques. Ceci est crucial car une seule exécution prendra 2-3 mois pour revenir de fab – vous voulez faire les choses correctement avant de terminer le projet. Soit dit en passant, c’est ce que l’on appelle «tapeout», un terme que vous avez probablement déjà entendu et il dit que cela vient de bobines de bande magnétique contenant le dessin retiré de l’ordinateur et envoyé à la production. Qui savait? (Cette friandise barrée semble être incorrecte).

Mais attendez, cela ne se limite pas à la simple conception des choses. Une partie de l’intrigue du projet Skywater-PDK est que Google a accepté de couvrir un groupe géré environ une fois par trimestre afin que les conceptions open source puissent être regroupées gratuitement sur une tranche multi-projets pour les personnes qui les soumettent. C’est assez génial et nous sommes étourdis d’entendre des nouvelles de personnes qui récupèrent leurs appareils à l’échelle de la puce au niveau de la tranche – également connus sous le nom de puces inversées – pour des tests. Matt prévoit un cours payant plus approfondi sur le sujet. Pour l’instant, goûtez aux enjeux de cet excellent atelier retrouvé après la pause.