Производство и разработка электроники *

Аркадный автомат на RISC-V: сбиваем астероиды с микроконтроллером MIK32 АМУР

Вадим Новиков решил реализовать игровую физику в условиях bare metal, используя свой предыдущий опыт на C++/SFML. В проекте использовалась плата Elbear Ace-Uno на базе микроконтроллера MIK32 АМУР, SPI OLED-дисплей SSD1306 разрешением 128×64 и джойстик HW-504 (KY-023), а также модули SPI (цифровой интерфейс передачи данных), аналого-цифровой преобразователь для калибровки и чтения положения джойстика и GPIO для вывода настройки и ввода состояния кнопки.

Код на C включал непрозрачные типы, которые позволяют реализовать подобие инкапсуляции из ООП. С ними можно объявить в заголовочном файле указатель на некую структуру, но не определять ее. А в единственной трансляции определить структуру и статические функции для взаимодействия с внутренними полями, которые недоступны извне. И поместить туда, соответственно, реализацию открытого интерфейса. Вместо использования регистров напрямую Вадим подключил библиотеку hardware abstraction layer (HAL), чтобы впоследствии было проще портировать проект на STM32 и другие микроконтроллеры.

Результатом работы стала Asteroids — реинкарнация классической игры эпохи аркадных автоматов. Корабль игрока непрерывно выпускает снаряды. После столкновений снаряда с астероидом исчезают оба объекта, при столкновении с кораблем — только астероид. Астероиды, вышедшие за нижнюю границу, возвращаются сверху экрана. Корабль же выйти за границы экрана не может.

Это лишь один из интереснейших проектов, реализованных студентами по итогам последнего потока курса YADRO по программированию микроконтроллеров на RISC-V. Интересно узнать о других проектах? Мы уже рассказали о них в статье.

Т2 – решает вопрос прототипирования

Т8 – решает вопрос серийного производства

Т800 – решает вопрос некомпетентного персонала

Ресурс Counterpoint Research раскрыл, как Apple тестирует свои гаджеты в различных условиях, включая климатические тесты, водные тесты, краш‑тесты и вибрационные тесты.

Климатические тесты проводятся, чтобы устройства выдерживали разные погодные условия. В лаборатории Apple их подвергают воздействию соли в течение 100 часов, яркого света, а также пыли из пустыни Аризоны, чтобы проверить, как песок влияет на динамики или порты зарядки. Для AirPods даже создают искусственный пот и ушную серу, чтобы смоделировать реальные условия.

Водные испытания Apple проводит для проверки защиту от воды и пыли по стандартам IP. Например, iPhone 16 Pro имеет рейтинг IP68 — это высший уровень защиты, который означает полную устойчивость к пыли и способность работать после погружения в воду на глубину до 6 метров в течение часа.Тесты начинаются с простого сымитированного «дождя», затем устройства обливают водой под давлением и погружают в воду в специальных резервуарах. Apple также тестирует устройства на устойчивость к другим жидкостям, например, газировке, сокам, солнцезащитному крему и духам.

В краш‑тестах на возможные падения Apple использует робота, который роняет устройства с разных высот, углов и на разные поверхности — от гранита до асфальта. Каждый такой тест анализируется через специальное приложение, чтобы понять, как устройство справляется с ударами.

Вибрационные тесты помогают проверить на устойчивость гаджетов к вибрациям, которые могут возникнуть, например, при поездке на мотоцикле по неровной дороге. Для этого используется вибростенд, который имитирует различные частоты и условия, включая транспортировку. По полученным результатам регулируют внутреннюю компоновку элементов и корпус.

Как роботы стали частью культуры — и почему это важно сегодня

Мы привыкли думать о роботах как о технологиях будущего. Но на самом деле им уже больше 2 тыс. лет — по крайней мере, как идее. Механические существа появляются еще в мифах Древней Греции: автоматоны Гефеста, живые статуи и железные помощники — первые прообразы современных роботов.

Что изменилось с тех пор? Почему человечество так настойчиво мечтало о разумных машинах? И как художники, философы, писатели и инженеры вместе формировали наш образ «искусственного человека»? Ответы на эти вопросы — в лекциях YADRO Lectorium от экспертов Сколтеха, «Иннополиса» и Музея криптографии.

«Спросите любого робототехника, как он пришел в профессию — он вспомнит не тему своего диплома, а первую игру, первый конструктор, первый мультик про роботов», — Егор Ефремов, культуролог, историк техники, исследователь в Музее криптографии.

В статье собраны лекции YADRO Lectorium — о культурной эволюции образа робота, текущем состоянии и трендах в мировой робототехнике, а также о том, как физический дизайн влияет на функциональность и взаимодействие человека с машиной.

В «Яндексе» протестировали в разных условиях работу колонки «Станции Стрит»: облили её кетчупом, колой, пивом и проверили, насколько хорошо она защищена. Устройство имеет надёжную защиту от пыли и влаги по стандарту IP67 (в колонку не проникают частицы пыли).

«Корпус колонки обтянут влагозащищённой тканью, все уязвимые места закрыты специальной плёнкой, а динамики и микрофоны спрятаны под силиконовыми заглушками. Берите Станцию с собой на пляж, пикник или в поход — она выдержит кратковременное погружение в воду», — пояснили в «Яндексе».

Процессор на RISC-V есть в Google Pixel 6. А когда в ноутбуках появится?

В 2024 году в продаже появились устройства с поддержкой векторного расширения RVV 1.0. RISE опубликовала гайд по оптимизации на RISC-V, провела адаптацию программных компонентов, запустила бонусную кампанию для разработчиков, портирующих на RISC-V. Canonical заявила, что с версии 25.10 ОС Ubuntu будут собирать под профиль RVA23. А Samsung продемонстрировала телевизор на RISC-V с Tizen.

Сейчас для RISC-V прорабатывают множество новых исследовательских идей и дальнейших расширений. Например, расширение формата команд до 48 и 64 бит, что в некоторых случаях поможет повысить эффективность архитектуры. За счет поддержки новых размеров констант, immediate-операндов и других нововведений в перспективе можно будет уменьшить размер кода. Развивается безопасность векторных расширений, а также расширенное профилирование для анализа сложных приложений, стеков и ПО.

Текущие наработки войдут в профиль RVA30, который, по всей видимости, станет следующим в развитии стандарта. На пути к этому большому обновлению увидит свет ABI для AOSP, а также платформы, определяющие дополнительные требования — например, в серверных сценариях.

Если выяснится, что в RVA23 не хватает каких-нибудь важных обязательных расширений, то придется выпускать новый major-профиль с ними раньше, чем хотелось бы. По пути к нему увидят свет и minor-профили: они содержат только опциональные расширения и не создают проблем с совместимостью.

На пятом митапе Российского Альянса RISC-V и YADRO эксперты в сфере RISC-V — Сергей Якушкин, Роман Хатько и Антон Афанасьев — обсудили успехи и перспективы RISC-V на рынке мобильных устройств в середине 2025 года.

Как выбрать стратегию патентования?

Главная цель получения патента — это не просто «оформить документацию» или решить какие-то маленькие задачи. Патентование необходимо для масштабных проектов — расширить долю на рынке, завоевать положение в новых сферах (секторах), максимально продвинуть свои технологии с точки зрения бизнес-задач. Исходя из этих позиций, выбирается и соответствующая стратегия.

Сразу отметим: она заключается в формировании настоящего (большого) патентного портфеля. Полученные таким путем охранные документы нужны для комплексного юридического подкрепления созданной технологии: ни один конкурент, учитывая подобную концепцию, не сможет использовать вашу инновационную разработку ни при каких обстоятельствах.

Как сформулировать стратегию?

На первых порах надо определить правильно ту продукцию и те решения, на которые предприятие может получить патент. Это предполагает необходимость комплексного анализа придуманного.

При этом если разработанная технология неизвестна широкой публике, то у менеджеров компании есть два варианта: либо они официально патентуют объект, либо — засекречивают его. Каждый путь имеет свои юридические тонкости и преимущества.

Далее — если принимается решение о патентовании, то надо определить объект охраны. Здесь рассматривается сама продукция, то, из чего она была изготовлена, или способы создания ее. Установив эти позиции, дальше надо определить, на какие страны будет распространяться юридическая защита и каков формат патента. Если выбираете блокирующий патент, то другие фирмы не смогут производить подобное. Если у вас есть стратегический партнер, то в этом случае предусматриваются патенты для сотрудничества. Если есть взаимозависимые патенты предприятий, то можно посмотреть на перекрестное лицензирование.

Патентных стратегий, кстати, очень много. О некоторых из них можно прочитать здесь.

Есть ли примеры наиболее интересных патентных стратегий?

Да. Вот — IBM. В 2000-х она действовала в патентной стратегии — оформление всего, что придумано. В список защищаемого вносились даже бизнес-методики.

Однако с течением времени корпорация решила переформатировать свою политику. В результате:

• На авторов заявок возложили ответственность за качество создаваемого;

• Все заявки решили разместить в публичном доступе с возможностью обсуждения;

• Эффективность патентования, заявили в корпорации, должна быть понятна и прозрачна;

• Что касается методов, связанных с бизнес-концепциями, то они не имеют никакой технической ценности и, соответственно, патентоваться не должны. 

____________________________________________________________________________

Онлайн Патент — цифровая система №1 в рейтинге Роспатента. С 2013 года мы создаем уникальные LegalTech-решения для защиты и управления интеллектуальной собственностью. Зарегистрируйтесь в сервисе Онлайн-Патент и получите доступ к следующим услугам: 

• Онлайн-регистрация программ, патентов на изобретение, товарных знаков, промышленного дизайна;

• Подача заявки на внесение в реестр отечественного ПО;

• Поиск по программам

• Регистрация программы в Роспатенте

• Опции ускоренного оформления услуг;

• Бесплатный поиск по базам патентов, программ, товарных знаков;

• Мониторинги новых заявок по критериям;

• Онлайн-поддержку специалистов.

Уже невозможно молчать!

Где игровые мышь для левшей?

Что за дискриминации со стороны производителей по использованию руки?

С джойстиками такая же фигня, но на них ни так заметно!

К чему готовиться на хакатоне по проектированию SoC и созданию процессоров?

Трек UVM-верификации — результат эволюции и переосмысления задач SoC Design Challenge предыдущих лет. В этом году участники работали с конфигурируемым AXI Stream маршрутизатором, который по заданным правилам распределяет транзакции с входных каналов на выходные, избегая коллизий. Для конфигурации блока предусмотрены регистры, доступные по шине APB.

Несмотря на упоминание UVM в названии трека, окружение было несколько упрощено относительно «честного» варианта методологии. Это позволило опытным участникам проявить себя, а начинающим инженерам познакомиться с основными аспектами UVM — объектно-ориентированным подходом в SystemVerilog, модульностью и абстрагированием через моделирование на уровне транзакций.

Задача хакатона охватила наиболее «творческие» этапы верификации, существующие в департаменте разработки SoC YADRO: подготовка плана верификации и разработка эталонной модели устройства. В сжатые сроки нужно было не просто усвоить спецификацию устройства, но и грамотно расставить приоритеты в разработке — чтобы успеть найти максимальное количество ошибок в дизайне.

Для хакатона подготовили 20 вариантов дизайна с ошибками разной сложности — от несоответствия значения регистра по сбросу до действительно нетривиальных краевых случаев нарушения маршрутизации или арбитрации, что проявляются лишь при определенном стечении обстоятельств. Что же сломано на самом деле, дизайн или их эталонная модель — с таким вопросом приходилось сталкиваться каждой команде после моделирования очередного дизайна.

Это описание лишь одного из четырех треков SoC Design Challenge — совместного хакатона YADRO и МИЭТ, который в этом году прошел в четвертый раз. Подробное описание остальных треков и знакомство с командами — в нашем репортаже.

Ищу запчасти линейного актуатора подъемной ноги от офисного стола SteelCase Migration SE

Прибарахлился списанным офисным столом SteelCase Migration SE. В ходе демонтажа для перевозки нашел в цельном стальном исполнении подъемных ног уязвимое место в лице линейного двигателя и разорвал двигатель напополам, при этом выдрал и сломал центрирующую шайбу оси вращения. Разыскиваю любые подходящие запчасти или подсказки по идентификации запчастей, начиная от собственно центрирующей шайбы в крышке двигателя, и до двигателя или даже подъемной ноги целиком.

На фото, раскуроченный двигатель и плата контроллера, внутри подъемной колонны.

Проверяй, пока не поздно: функциональная верификация в жизненном цикле СнК

Представьте, что вы строите сложнейший механизм, где сотни тысяч элементов должны работать в идеальной синхронности. Ошибка в одном месте — и вся система может остановиться или начать вести себя непредсказуемо. Именно для того, чтобы этого не произошло, существует верификация — один из самых важных этапов разработки систем на кристалле (СнК).

Без верификации вероятность ошибок очень высока, и это может привести к некорректной работе оборудования. Поэтому задача инженеров-верификаторов — тщательно изучать документацию, разрабатывать тестовые сценарии и подтверждать, что аппаратура соответствует заявленным характеристикам и функционирует так, как задумано.

Время, необходимое для прохождения жизненного цикла СнК, зависит от команды и применяемых технологий. В индустрии считается, что эффективная работа означает выпуск нового тейп-аута (tape-out) раз в полгода. Это говорит о том, что процессы налажены и команда работает с высокой скоростью.

Однако сроки могут значительно варьироваться. Если проект строится на полностью собственных разработках без использования сторонних решений, цикл разработки может растягиваться до трех лет. Все определяется стратегией компании: в одних случаях обновления происходят каждые шесть месяцев, в других — раз в несколько лет.

В статье Дмитрий Кишко, руководитель группы функциональной верификации в YADRO, рассказал, как устроена работа инженера-верификатора, какие задачи решает команда на этапе проектирования и почему верификация — это отличный вход в профессию для тех, кто интересуется «железом» и кодом. 

🗓 16.04.1786 - День рождения Павла Львовича Шиллинга [вехи_истории]

Павел Львович Шиллинг фон Канштадт был выдающимся российским дипломатом, ученым и изобретателем, став одним из пионеров в развитии телекоммуникационных технологий. Его имя особенно связано с созданием первого в мире электромагнитного телеграфа.

В 1832 году Шиллинг продемонстрировал своё изобретение в Петербурге: телеграфную установку, которая использовала электромагнитные сигналы для передачи сообщений на расстояние. Это было одно из первых практических устройств такого рода — задолго до широкого внедрения телеграфа в других странах. Устройство Шиллинга использовало систему иголочек, которые поворачивались под действием электромагнита и указывали на буквы, что делало передачу информации быстрой и понятной.

Шиллинг также активно занимался электротехникой, криптографией и востоковедением, был участником дипломатических миссий и членом Петербургской академии наук. Несмотря на то, что его телеграф не был внедрён массово при жизни, именно он положил начало эпохе электросвязи. Его вклад в науку и технику стал важной вехой на пути к современным технологиям связи.

💚 Интересно ли было вам послушать про историю российской криптографии? Вы знаете, что делать)

YouTube | RuTube | Telegram | Pikabu

Запускаем MIPI DSI экраны от смартфонов 🚀

Приветствую, друзья! Некоторое время назад мне удалось-таки сделать обратную разработку нескольких экранов от смартфонов с интерфейсом MIPI DSI.

В какой-то момент пришло время пробовать запускать и проверять наработки, но под рукой не было удобного железа с MIPI DSI видеовыходом. Поэтому решил спроектировать свою плату, а по пути узнать что-то новое.

Обратная и прямая разработки поскакали в одной упряжке.)

Посмотрим живой процесс разработки. Это всегда интересно!

Будем надеться, скоро выйдет эта серия статей.

Подписывайтесь и следите за обновлениями, чтобы не пропустить! 🚀

Интересна ли вам эта тема? Что интересует больше всего?

Не удержался и заказал себе микроконтроллер К1921ВГ015. Не буду перечислять все его характеристики, их можно посмотреть на сайте НИИЭТ, но интерфейсов у него хватает. Контроллер пришел в индивидуальной упаковке, в коробочке. Инструкция-книжка = описание выводов + сведения о приемке, вложена скорее для красоты, но приятно.

Я же не просто, чтобы похвастаться. Думаю, можно сделать какую-то универсальную отладку. Может есть предпочтения по габаритам, распиновке и т.д. или чтобы какие-то шилды подходили? Просто, чтобы поиграться, хватит, конечно, обвязки и светодиода, но хотелось бы что-то нужное и универсальное, а может и совместимое.

После запуска и проверки исходники выложу, может кто-то захочет повторить/доработать.

Да, чуть не забыл - ссылка на SDK: https://gitflic.ru/project/niiet/niiet_riscv_sdk

SystemVerilog отжил свое? На пятки наступает Scala/Chisel?

DARPA, управление перспективных исследовательских проектов Минобороны США, описывает Chisel как технологию, позволяющую маленьким командам создавать большие цифровые проекты. И я вполне могу с этим согласиться, но есть нюансы.

Chisel — это, по сути, библиотека Scala, а точнее, Domain Specific Language. Языку Scala уже больше 20 лет, он постоянно развивается, сочетает функциональное и императивное программирование. При написании кода на Scala вам доступны все библиотеки Java. 

Scala — это масштабируемый язык, который позволяет добавлять свои языковые конструкции. На основе Scala можно создать язык под свои задачи. Так 12 лет назад и поступили инженеры в Беркли: выкинули из Verilog 90%, оставив только нужное, и обернули все это в Scala. Получился Chisel. 

Chisel используют прежде всего для создания RTL-описаний. Также он позволяет проводить симуляцию несложных модулей. Это удобно для создания юнит-тестов и моделирования работы различных алгоритмов. В плане симуляции не стоит возлагать на Chisel такие же надежды, как на System C или что-то подобное. Симулировать вы сможете лишь очень маленькие схемки, а генерировать — хоть целые кластеры из тысяч процессоров, вообще все, что захотите.

На основе Chisel/Scala можно написать свой HLS-инструмент (High Level Synthesis), где одним росчерком пера вы будете создавать очень большие схемы, что с использованием одного Verilog невозможно.

В блоге YADRO Денис Муратов подробно сравнил Chisel/Scala с SystemVerilog в создании RTL-описаниях, раскрыл основные преимущества и недостатки альтернативы, а также ее дополнительные возможности — функциональное программирование и переиспользование модулей.

Как зарегистрировать топологию интегральных микросхем?

Микросхемы присутствуют в любой современной технике.

Интегральная микросхема — микроэлектронное изделие, являющееся совокупностью электрически связанных между собой различных элементов (транзисторов, резисторов), сформированных в полупроводниковой монокристаллической пластине. Объективными достоинствами микросхем считаются: высокая технологичность, минимальный размер, надежность и последующая ремонтопригодность создаваемых на основе их технических изделий.

Топология интегральной микросхемы показывает связь всех вышеупомянутых элементов, их геометрическое и пространственное расположение на материальном носителе.

Регистрация топологии интегральной микросхемы в Роспатенте позволяет автору юридически защитить придуманное им оригинальное расположение размещенных элементов на поверхности созданного им изделия.

Порядок регистрации следующий:

1. Подается заявка в Роспатент. Обращающемуся правообладателю надо собрать пакет документов. В их список входит:

• соответствующее заявление о госрегистрации;

• депонируемые материалы (которыми можно идентифицировать данную топологию, включая реферат);

• согласия (здесь потребуется разрешение на обработку персональных данных, а также одобрение автора на указание сведений, представленных в заявлении);

• подтверждение того, что государственная пошлина была оплачена в срок;

• доверенность представителя.

1.2. Обязательно оплачивается госпошлина:

• организации за регистрацию топологии заплатят 4500 рублей, физические лица — 3000 рублей;

• если необходимо внести корректировки в документы заявки до госрегистрации, то потребуется уплатить 1200 рублей;

• если необходимо изменить депонированные документы и материалы (и выдать обращающемуся новое свидетельство о регистрации до размещения информации в госбюллетене), то организации за эту корректировку заплатят 2500 рублей, граждане — 1200 рублей.

2. Представленные в Роспатент материалы обязательно проверяются экспертами ведомства. Если к ним нет никаких претензий, то заявка удовлетворяется, а топология интегральной схемы регистрируется.

Подробные правила оформления представляемой в Роспатент документации можно посмотреть здесь.

Правообладателю топологии принадлежит исключительное право использования ее на коммерческой основе: например, он может воспроизводить объект полностью или частично, включая его в интегральную микросхему. Или ввозить на территорию РФ топологию, интегральную микросхему, построенную на основе топологии, или изделие, включающую в себя такую микросхему.

Срок исключительного права на законное использование топологии интегральной микросхемы составляет 10 лет (с момента первого официального использования или с момента официальной регистрации). Если указанный десятилетний период истек, то топология становится общественным достоянием и ее могут использовать свободно.

Если Вам нужна помощь с регистрацией топологии интегральных микросхем, обратитесь к нам. Кстати, если Вы разрабатываете программное обеспечение для них, не забудьте внести его в Реестр отечественного ПО.

Как тестируют чипы перед производством: что такое системная верификация 

Системы на кристалле (SoC) состоят из логических и функциональных блоков. Такое деление позволяет независимо разрабатывать разные части системы, а затем модульно отлаживать их в изолированном окружении. Функциональная верификация — это процесс тестирования таких блоков по спецификации. Она проводится перед отправкой чипа на завод и называется pre-silicon стадией. Без этой процедуры велик шанс получить нерабочий чип, причем в объемах всей произведенной партии.

Проводить тесты можно при помощи таких инструментов, как:

• Функциональные симуляторы (например, QEMU) — работают очень быстро, но в отличие от других инструментов не предоставляют достоверной информации о работе устройства. Зато QEMU может почти молниеносно осуществить подачу требуемых данных и выдать результат в виде «прошел» или «не прошел», а также некоторые логи.

• Потактовые симуляторы (например, VCS) — у них есть внутренняя система планирования времени, но скорость работы низкая. Они нужны для сбора трассировочных файлов, по которым можно восстановить состояние любого регистра и провода в любой момент.

• ПЛИС — специальные вычислительные платформы, на которые можно загрузить и запустить «образ» своей микросхемы, будто это уже готовое физическое устройство. ПЛИС значительно быстрее потактовых симуляторов, но при этом дает представление о реальном поведении системы на кристалле.

У каждого решения есть плюсы и минусы, и не всегда очевидно, какое лучше подходит для решения конкретной задачи. Именно поэтому придумали концепцию косимуляции, при которой микросхема делится на небольшие логические части, каждая из которых запускается в отдельном окружении. Наша задача как инженеров верификации — настроить бесшовное соединение этих частей. Так мы заметно ускоряем работу потактового симулятора, потому что распределяем его нагрузку на другие элементы системы.

Как тестируют чипы на примере задач хакатона и как стать инженером по верификации, в статье рассказывают победители прошлогоднего SoC Design Challenge.

Четыре статьи о редкоземельных элементах, которые вы могли пропустить

Редкоземельные элементы стали нынче очень модными. Наша редакция еще в 2023 году запустила серию статей на эту тему. Мы решили собрать ссылки на них в одном посте. 

В самом первом материале мы подробно рассказали обо всех РЗЭ. Трем элементам мы уделили особое внимание. Здесь мы написали про скандий, тут про празеодим. А еще не забыли про диспрозий.      

Мы подробно описали, как добываются, где применяются и, разумеется, особое внимание уделили патентному аспекту. 

Всем приятного прочтения! 

Решил разработать модуль на процессоре iMX8MPlus

За основу взял свой прошлый проект, из которого удалось сохранить только трассировку LPDDR4 и PMIC, все остальное пришлось перелопатить, так как разрабатываю под стандарт SMARC. Данный процессор имеет хороший набор периферии и мне удалось задействовать абсолютно всё (осталось три свободных GPIO). И как это теперь все трассировать – ума не приложу…

Но суть поста не в этом. Есть вопрос к целевой аудитории Хабра. Если не вдаваться в подробности о возможности покупки тех или иных модулей/компонентов, кто на чем делает сложные проекты? Хотел добавить опрос, но формат «пост» этого не предполагает, а в качестве статьи выкладывать как-то не очень. Тут должно было быть что-то типа:

• Все делаю на Raspberry/Arduino, так как легко и понятно.

• Разрабатываю на всем подряд, что под руку попалось / удалось купить.

• Покупаю модули Инмис/Forlynx/iCore/SECO, так как изначально все было реализовано на них.

• Разрабатываю свои модули и использую в проектах.

• Все делаю на жесткой логике, процессоры и контроллеры не для меня.

• Свой вариант в комментариях.

Мне, как разработчику, очень интересно ваше мнение (может есть и другие заинтересованные). Возможно, это поможет понять куда нужно двигаться дальше в плане разработки железа. Изучение, так сказать, потребительского спроса.

Большой путь микросхемы: от расчета экономики до post-silicon verification

Первый шаг начинается с подготовки в САПР площади, «коробки», для размещения логики или подсистемы СнК — это так называемая зона ядра (core area). В ее границах расставляют большие макроблоки (PLL, аналоговые части больших интерфейсов вроде PCIe и т. п.), блоки статической памяти (SRAM), а также необходимые физические структуры, которые могут нести не только логические, но и другие функции — электрические, геометрические.

Другой важный этап — это подготовка сетки питания для питания всех транзисторов в схеме. Сетка также ограничивает плотность трассировки сигналов, так как делит с ними одни и те же слои. Топология микросхемы собирается как слоеный пирог: самый нижний слой занимают транзисторы, а выше идут слои металлов, в которых «вытравливаются» дорожки — будущие сигнальные межсоединения.

После подготовки core area и сетки питания, когда разместили контактные площадки, бампы, порты памяти и прочее, мы приступаем к автоматизированным этапам. Первый — размещение стандартной логики и ее оптимизация. Мы получаем логику как результат логического синтеза RTL и размещаем на реальной площади.

После размещения логики нужно провести трассировку ее межсоединений. В зависимости от инструментария это можно делать в той же самой САПР или в другом софте. Здесь виртуальные цепи становятся физическими. Чтобы при трассировке сигналов не пострадали их задержки, нужно просчитать их длину, влияние друг на друга, оптимизировать число переходов между слоями, при необходимости переставить некоторые стандартные ячейки ближе друг к другу.

Весь путь разработки ASIC и SoC глазами тополога — специалиста по физическому дизайну — описал в своей статье Илья Пеплов из дивизиона полупроводников YADRO. А если вы уже чувствуете в себе силы попробовать разработку микросхем на практике, приглашаем на хакатон SoC Design Challenge.