جنو الكهربائية VLSI ليس مجرد برنامج مجاني آخر، بل هو عبارة عن مجموعة قوية من الأدوات التي تتيح للمستخدمين تصميم المخططات، ورسم مخططات الدوائر، وفي النهاية إنشاء تصميمات شرائح على مستوى الترانزستور كما تفعل شركات تصميم الأنظمة VLSI.
بفضل تركيزها على المرونة والكفاءة، أصبحت GNU Electric شركة رائدة الخيار المفضل للمحترفين والمتحمسين على حد سواء. بالإضافة إلى ذلك، ستجد وثائق جيدة ستساعدك في استخدامها وأيضًا مجموعة جيدة من المكتبات لتصنيع الشريحة في العقد المختلفة ودوائر الاختبار وما إلى ذلك.
ما هي الكهرباء؟
الكهرباء هو نظام تصميم بمساعدة الكمبيوتر للدوائر الكهربائية، مع التركيز بشكل أساسي على تصميم الدوائر المتكاملة. ومع ذلك، فهو قادر أيضًا على التعامل مع المخططات ولغات وصف الأجهزة أو HDL (لغة وصف الأجهزة) لتصميم شرائح VLSI (التكامل واسع النطاق جدًا). إنه متعدد الاستخدامات ويتضمن تقنيات مختلفة، بما في ذلك MOS (nMOS ومتغيرات مختلفة من CMOS)، والتصميم ثنائي القطب والهجين. بالإضافة إلى تقنيات تصميم IC هذه، يمكنك العمل مع العديد من الأشكال الرسومية الأخرى، مثل المخططات والفن وهندسة FPGA والمزيد. يتضمن محررًا تكنولوجيًا مدمجًا يسمح بتعديل وإنشاء بيئات تصميم جديدة.
يتكامل الكهربائي أ مجموعة متنوعة من الأدوات لتحليل الدوائر والتوليف. يشتمل النظام على أدوات فحص قواعد التصميم وأجهزة المحاكاة وأجهزة التوجيه وغير ذلك الكثير. بالإضافة إلى ذلك، فهو يحتوي على نموذج أنيق لتكامل الأدوات، مما يجعل من السهل إضافة أدوات جديدة. وبالمثل، فهو يحتوي على أدوات إضافية، مثل جهاز محاكاة IRSIM من جامعة ستانفورد، والذي يمكن دمجه بشكل مثالي مع Electric، كمكمل لـ ALS.
بالإضافة إلى القدرة على التعامل مع التقنيات والأدوات العشوائية، تتمتع شركة Electric بواجهة قوية توفر قيود التصميم وإمكانية نقل النظام الأساسي. يسمح نظام القيد للمكونات المتصلة بالبقاء متصلة بشكل معقول، حتى عند تعديل التصميم. تعني إمكانية نقل النظام الأساسي أنه يمكن تشغيل Electric على أي جهاز كمبيوتر تقريبًا (يتم تشغيل كود Java في أي مكان ويتم تجميع كود C عليه يونيكس/لينكس، ويندوز وماكنتوش). وستجدونه متوفرا بعدة لغات، بما في ذلك الإسبانية.
-
- الدائرة مع البوابات المنطقية
-
- مثال على تصميم الشريحة الكاملة
-
- مثال على تصميم الشريحة الكاملة
-
- تصميم
-
- نتيجة التصميم السابق (تجميع السيليكون)
-
- تخطيط ثلاثي الأبعاد
الميزات الكهربائية
يعتبر Electric نظام تصميم VLSI مرنًا وقويًا للغاية ويمكنه التعامل مع العديد من أنواع تصميم الدوائر.. تعمل واجهة المستخدم المتطورة الخاصة به على جميع محطات العمل الشائعة وتوفر لغات تفسيرية للمستخدمين المتقدمين. تمتلك شركة Electric العديد من أدوات التحليل والتوليف، بما في ذلك التحقق من قواعد التصميم، والمحاكاة، ومقارنة الشبكات، والتوجيه، والضغط، وتجميع السيليكون، وتوليد PLA، والتعويض.
نظام التحقق قواعد التصميم تراقب شركة Electric جميع التغييرات التي يتم إجراؤها على التصميم وتعرض رسائل الخطأ عند اكتشاف الانتهاكات. يمكن للكهرباء أيضًا قراءة مخرجات Assura أو Caliber وعرض النتائج. يقوم مدقق القواعد الكهربائية بفحص جميع مناطق البئر والركيزة بحثًا عن نقاط الاتصال والتباعد المناسبة، ويقوم بإجراء فحص قاعدة الهوائي للتحقق من صحة التصنيع.
الكهربائية تأتي مع جهاز محاكاة مستوى تبديل مدمج بـ 12 حالة، يسمى التصلب الجانبي الضموري. يمكن للكهرباء إنتاج أسطح دخول لعدد من أجهزة المحاكاة الشهيرة. يجب على مستخدمي الكهرباء الحصول على هذه المحاكاة بأنفسهم.
El مولد جيش التحرير الشعبى الصينى CMOS من الأعمال الكهربائية من مكتبة عناصر PLA، مما يسمح باستخدام القوالب المخصصة. يضع مولد إطار اللوحة خلايا اللوحة حول قلب الشريحة ويربطها معًا. ينتج منشئ ROM تصميمًا من ملف شخصية ROM.
El يقوم الضاغط الكهربائي بضبط الشكل الهندسي إلى الحد الأدنى للتباعد على المحورين X وY. Logic Effort هو نظام لوضع علامات على البوابات التخطيطية الرقمية بمعلومات متباعدة من شأنها إنتاج دوائر سريعة على النحو الأمثل. من ناحية أخرى، لدى شركة Electric ستة أدوات تجريبية متاحة تستخدم التوازي لتسريع المهمة. يقوم جهاز التوجيه المتاهة الخاص بالكهرباء بتشغيل الكابلات الفردية بين النقاط. يقوم جهاز توجيه دمج الخلايا بإجراء اتصالات واضحة حيث تنضم الخلايا أو تتداخل. يراقب جهاز التوجيه المقلد نشاط المستخدم ويكرر النشاط في مواقف مماثلة في جميع أنحاء الدائرة.
El نظام VHDL يمكن للكهرباء إنشاء VHDL من التخطيط، ويمكنها تجميع VHDL إلى قوائم netlists بتنسيقات مختلفة. يمكن محاكاة قوائم الشبكة هذه باستخدام جهاز المحاكاة المدمج، أو تحويلها إلى تخطيط باستخدام مترجم السيليكون، أو حفظها على القرص لاستخدامها بواسطة أجهزة محاكاة خارجية.
El المترجم السيليكوني الكهربائي يضع ويوجه الخلايا القياسية من قائمة الشبكات الهيكلية والتي يمكن الحصول عليها من VHDL والتي بدورها يمكن الحصول عليها من الرسم التخطيطي. تمتلك شركة Electric أيضًا أداة مدقق تناسق الشبكة (LVS) التي تقارن التصميم بالمخطط المكافئ له. يمكنك مقارنة نسختين مختلفتين من التصميم أو نسختين مختلفتين من المخطط. يتوفر أيضًا إصدار تجريبي من NCC، يسمى تجربة تبادل المنافذ.
وإذا كنت تريد ذلك، سيكون لديك أيضًا تحت تصرفك أ نظام إدارة المشاريع المدمج (حتى نظام ثانٍ مدمج يعتمد على CVS إذا كنت تفضل ذلك) والذي يسمح للمستخدمين بمشاركة مكتبة من الدوائر. يمكن للمستخدمين استخراج الخلايا لتحريرها وإعادتها عند الانتهاء. يُمنع المستخدمون الآخرون من تغيير الخلايا التي تمت إزالتها ويمكنهم تحديث دوائرهم عند تسجيل التغييرات. بالإضافة إلى ذلك، يتم منع المستخدمين من إجراء تغييرات على الخلايا المسحوبة التي من شأنها أن تؤثر على الخلايا الأخرى التي لم يتم سحبها. يتم إصدار التحذيرات أيضًا عندما يقوم العديد من المستخدمين باستخراج الخلايا المرتبطة هرميًا، مما قد يتسبب في حدوث تداخل مع عملية التحرير.
أما بالنسبة لل التقنيات المدعومة، لدينا:
| nMOS | ترانزستور nMOS التقليدي |
| CMOS | يأتي في عدة إصدارات مختلفة، مثل الإصدار العام أو Cal Tech Round أو قواعد MOSIS |
| ثنائي القطب | منطق الترانزستور ثنائي القطب العام |
| بيكموس | ثنائي القطب+CMOS للدوائر الهجينة |
| TFT | دوائر الأغشية الرقيقة |
| المرشحات الرقمية | عام |
| PCB | يمكن أن يدعم ما يصل إلى 8 طبقات من لوحات الدوائر المطبوعة |
| المخططات | إنشاء دوائر تخطيطية بمكونات تناظرية ورقمية |
| FPGA | تصميم مخصص لـ FPGA |
| العمل الفني | عناصر التصميم الجرافيكي |
وأما بالنسبة للواجهات الخارجية فالحقيقة هي أن الكهرباء عالية متوافق مع الملف من العديد من EDAs الأخرى، على سبيل المثال:
| شكل | مدخل مخرج | وصف |
| CIF | يكون | تنسيق كالتك المتوسط |
| نظام التوزيع العالمي الثاني | يكون | تنسيق تبادل كالما GDS |
| EDIF | يكون | تنسيق تبادل التصميم الإلكتروني |
| تقاضي | E | بيئة المستخدم التخطيطية |
| DXF | يكون | أوتوكاد التنسيق الميكانيكي الأصلي |
| VHDL | يكون | HDL |
| فيريلوج | S | HDL |
| CDL | S | لغة وصف الإيقاع |
| EAGLE | S | التقاط تخطيطي |
| PADS | S | التقاط تخطيطي |
| إكاد | S | التقاط تخطيطي |
| تطبيق | E | Applicon/860 (تنسيق CAD القديم) |
| رف الكتب | E | رف الكتب (تنسيق تبادل المواضع) |
| جيربر | يكون | جربر العلمية (تنسيق الراسمة) |
| HPGL | S | لغة الرسم |
| بوستسكريبت | S | لغة الرسم |
| SVG | S | رسومات متجهة قابلة للتطوير (صورة قابلة للتطوير للمتصفح) |
ولكن هذا ليس كل شيء، يمكنك أيضا لديك مكونات إضافية مثل هذه المكتبات:
- ولاية بويسي: مكتبة لاستخدام الخلايا القياسية التي أنشأتها الجامعة والتي سميت باسمها، واستنادًا إلى قواعد MOSIS Submicron مع 3 طبقات من الوصلات المعدنية والقدرة على تصنيع الشريحة في مسبك ON Semiconductor في عملية C5.
- هارفي مود: خلايا ورقائق قياسية من كلية هارفي مود، مع تصميم معالج دقيق MIPS 32 بت والخلايا المرتبطة به.
- موسيس كموس- لديك مكتبة لتكنولوجيا التصنيع 350 نانومتر و180 نانومتر للمنصات والخلايا القياسية على التوالي. تم تطوير هذه المكتبات بواسطة مختبرات صن مايكروسيستمز وكلية هندسة المدينة في بنغلاديش، بتوجيه من شركة كانادا تكنولوجيز.
- شريحة اختبار شركة صن مايكروسيستمز: هذا تصميم للشمس يحتوي على حوالي مليون ترانزستور تم استخدامه كنموذج لقياس السعات الهيكلية للرقاقة.
- مكتبة الخلايا: مكتبة أخرى من الخلايا صممتها شركة Hochschule Kempten واستخدمت في مترجم السيليكون الكهربائي.
ببساطة مثيرة للإعجاب…
جنو الكهربائية: التاريخ
يتمتع برنامج تصميم VLSI، GNU Electric، بتاريخ طويل حتى ما نعرفه اليوم. تم إنشاؤه بواسطة ستيفن إم روبن في أوائل الثمانينات وسرعان ما تم توزيعه على الجامعات والمؤسسات البحثية حول العالم. في منتصف الثمانينيات، قامت شركة Applicon بتسويق شركة Electric تحت اسم "Bravo80VLSI". تمت كتابة التصميمات الكهربائية الأولى بلغة البرمجة C، ولا يزال من الممكن تنزيلها من الموقع الرسمي، على الرغم من أنه سيتم نقلها لاحقًا إلى Java من الإصدار 80، على الرغم من الحفاظ على الإصدار 3 استنادًا إلى لغة C إذا كنت تريد ذلك.
في عام 1988، تأسست شركة Electric Editor Incorporated، والتي باعت النظام تجاريًا. في عام 1998، أصدرت الشركة الكهرباء من خلال مؤسسة البرمجيات الحرة (جنو). في عام 1999، انتقل التطوير الكهربائي إلى شركة Sun Microsystems.
في عام 2000، أنشأ ستيفن روبن شركة Static Free Software، وهي شركة تدير التوزيع المجاني للكهرباء. وفي عام 2003، تم التخلي عن نسخة "C" من Electric وبدأت ترجمتها إلى لغة Java، والتي اكتملت في عام 2005. وعلى الرغم من أن كود C لا يزال متاحًا، إلا أنه لم يعد يتم تطويره أو دعمه.
في عام 2004، أصبحت البرمجيات الحرة الثابتة قسمًا من مشاريع RuLabinsky، إنكوربوريتد، وهي شركة لا تزال مخصصة للبرمجيات الحرة. في عام 2010، استحوذت Oracle على شركة Sun Microsystems واستمرت في دعم تطوير Electric حتى نهاية عام 2016، ومن ثم فهي تعتمد على Java.
في عام 2017، توقف تطوير الكهرباء، ولكن يستمر الدعم وإصلاحات الأخطاء. الكود متاح الآن من مؤسسة البرمجيات الحرة. وهو حاليًا جزء من الذخيرة المعتادة لحزم مشاريع GNU.
علاوة على ذلك ، هو حاليا يستخدمه العديد من الهواة الخاصين، وحتى المحترفين. استخدمت العديد من الجامعات حول العالم الأجهزة الكهربائية لتصميم شرائحها، كما فعلت بعض الشركات المعروفة، مثل Apple Computer، وIntel، وHarris Corporation، وNEC Electronics، وRambus، وSun Microsystems (الآن Oracle)، وغيرها الكثير. في الواقع، من بين الشركات التي استخدمتها شركة Transmeta الشهيرة، وهي الشركة التي طورت معالجات VLIW الدقيقة مثل Crusoe وEfficeon، والتي عمل فيها لينوس تورفالدس نفسه عندما وصل مؤخرًا من فنلندا إلى وادي السيليكون لإنشاء Code Morphing، وهو كود أنه تم تشغيله في الخلفية لترجمة تعليمات x86 الخاصة بالبرنامج إلى VLIW لجعل هذه الرقائق متوافقة مع البرامج اليومية.
كيف تحصل على كهرباء مجانية
إذا كنت ترغب في ذلك، يمكنك قم بتنزيله مجانًا من هنا:
- GNU Electric الإصدار C وJava وشفرة المصدر لمنصات مختلفة (Linux وMacOS وWindows).
- مكتبات إضافية.
- توثيق.
- محاكي IRSIM.