Analisi di strumenti Open-source per la progettazione di circuiti integrati = Analysis of Open-source tools for integrated circuit design

Negli ultimi anni l’Open-source ha avuto un considerevole sviluppo. Il mondo dell’elettronica ne ha subito pienamente l’influsso. Ne sono esempio la nascita del concetto di Open Source Hardware (OSH) o di progetti volti alla creazione e al perfezionamento di software, privi di licenza, in grado di affiancare l’ingegnere elettronico durante i diversi passi del suo lavoro. Questa tesi si inserisce in tale contesto. Abbiamo provato ad indagare la possibilità di utilizzo di un flusso di progetto da RTL a GDS completamente open source (progetto OpenROAD) e abbiamo effettuato un confronto tra i risultati ottenibili da questo flusso con quelli prodotti da software proprietari (Synopsys Design Compiler e Cadence Innovus). L’architettura presa a modello è stata l’acceleratore di deep learning opensource di NVIDIA (NVDLA – NVIDIA Deep Learning Accelerator), mentre la tecnologia di riferimento è la SKY130, PDK (Process Design Kit) opensource nato dalla collaborazione tra la foundry SkyWater e Google. Il lavoro di analisi è stato suddiviso in due parti: 1.??Confronto risultati di sintesi; 2.??Confronto risultati di P&R. Per quanto riguarda la sintesi abbiamo osservato e comparato, in termini di timing, potenza e area del design, le netlist generate da Yosys (tool opensource di sintesi) e da Synopsys Design Compiler (tool proprietario), a partire dal codice verilog sorgente dell’architettura. Un lavoro simile è stato condotto anche per la parte di P&R. In questo caso sono state riscontrate più criticità per quel che riguarda il lato “open-source” in quanto l’eccessiva complessità dell’architettura si è dimostrata ingestibile da parte dei software del flusso OpenROAD. Abbiamo, quindi, deciso di dividere l’acceleratore NVIDIA nelle sue componenti elementari e condurre l’indagine solo su quelle analizzabili dagli strumenti opensource. Abbiamo infine comparato i risultati con quelli generati dal tool con licenza Innovus.