GNU Electric – дивовижне безкоштовне програмне забезпечення для розробки мікросхем НВІС з відкритим кодом

GNU Electric це не просто ще одне безкоштовне програмне забезпечення, це потужний набір інструментів, який дозволяє користувачам проектувати схеми, креслити електричні діаграми та, зрештою, створювати конструкції мікросхем на рівні транзисторів, як це роблять компанії, що проектують системи.

Завдяки зосередженню на гнучкості та ефективності GNU Electric стала кращий вибір як для професіоналів, так і для ентузіастів. Крім того, ви знайдете гарну документацію, яка допоможе вам із його використанням, а також хороший набір бібліотек для виготовлення чіпа в різних вузлах, тестових схем тощо.

Що таке Electric?

Electric — це система автоматизованого проектування електричних схем, зосереджена на проектуванні інтегральних схем. Однак він також здатний обробляти схеми та мови опису обладнання або HDL (Hardware Description Language) для проектування мікросхем VLSI (Very Large-Scale Integration). Він універсальний і містить різні технології, включаючи MOS (nMOS і різні варіанти CMOS), біполярний і гібридний дизайн. На додаток до цих технологій проектування IC, ви можете працювати з багатьма іншими графічними формами, такими як схеми, мистецтво, архітектура FPGA тощо. Включає вбудований технологічний редактор, який дозволяє змінювати та створювати нові дизайнерські середовища.

Електричний інтегрує a різноманітність інструментів для аналізу та синтезу схем. Система включає засоби перевірки правил проектування, симулятори, маршрутизатори та багато іншого. Крім того, він має елегантну модель для інтеграції інструментів, що полегшує додавання нових. Так само він має додаткові інструменти, такі як симулятор IRSIM від Стенфордського університету, який можна ідеально інтегрувати з Electric як доповнення до ALS.

На додаток до можливості працювати з довільними технологіями та інструментами, Electric має потужний інтерфейс, який забезпечує обмеження дизайну та портативність платформи. Система обмежень дозволяє з’єднаним компонентам залишатися розумно з’єднаними, навіть якщо проект змінено. Портативність платформи означає, що Electric може працювати майже на будь-якому комп’ютері (код Java працює будь-де, а код C компілюється на UNIX/LINUX, Windows і Macintosh). І ви знайдете його доступним кількома мовами, включаючи іспанську.

Електричні характеристики

Electric — це дуже гнучка та потужна система проектування НВІС, яка може обробляти багато типів проектування схем.. Його складний користувальницький інтерфейс працює на всіх популярних робочих станціях і забезпечує перекладні мови для досвідчених користувачів. Electric має багато інструментів аналізу та синтезу, включаючи перевірку правил проектування, моделювання, порівняння мереж, маршрутизацію, ущільнення, компіляцію кремнію, генерацію PLA та компенсацію.

Система перевірки правила оформлення Електрик відстежує всі зміни, внесені в конструкцію, і виводить повідомлення про помилки при виявленні порушень. Electric також може зчитувати вихідні дані Assura або Calibre і відображати результати. Засіб перевірки електричних правил перевіряє всі лунки та ділянки підкладки на належні контакти та відстань, а також виконує перевірку правил антени для підтвердження виробництва.

Електричний поставляється з тренажером Вбудований рівень перемикання з 12 станами, що називається ALS. Electric може виробляти початкові колоди для ряду популярних симуляторів. Користувачі електроенергії повинні отримати ці симулятори самостійно.

El PLA CMOS генератор від Electric Works з бібліотеки елементів PLA, що дозволяє виготовляти матриці на замовлення. Генератор колодок розміщує комірки контактів навколо ядра мікросхеми та з’єднує їх разом. Генератор ПЗУ створює дизайн із файлу персональних даних ПЗУ.

El Електричний ущільнювач налаштовує геометрію на мінімальну відстань по осях X і Y. Logic Effort — це система для маркування цифрових схемних воріт інформацією про розгортання, яка створить оптимально швидкі схеми. З іншого боку, Electric має шість експериментальних інструментів розміщення, які використовують паралелізм для прискорення завдання. Лабіринтовий маршрутизатор Electric прокладає окремі кабелі між точками. Маршрутизатор з’єднання клітинок створює чіткі з’єднання там, де клітинки з’єднуються або перекриваються. Імітаційний маршрутизатор спостерігає за діяльністю користувача та повторює дії в аналогічних ситуаціях по всьому контуру.

El система VHDL Electric може генерувати VHDL з макета та компілювати VHDL у списки з’єднань різних форматів. Ці списки з’єднань можна симулювати за допомогою вбудованого симулятора, перетворити на макет за допомогою силіконового компілятора або зберегти на диску для використання зовнішніми симуляторами.

El Електричний кремнієвий компілятор розміщує та направляє стандартні комірки зі списку структурних мереж, який можна отримати з VHDL, який, у свою чергу, можна отримати зі схематичного креслення. Electric також має інструмент перевірки узгодженості мережі (LVS), який порівнює проект з його еквівалентною схемою. Ви можете порівняти дві різні версії дизайну або дві різні версії схеми. Також доступна експериментальна версія NCC під назвою «Experiment Port Exchange».

І якщо ви цього хочете, ви також матимете у своєму розпорядженні a вбудована система управління проектами (навіть друга вбудована система на основі CVS, якщо ви віддаєте перевагу), яка дозволяє користувачам ділитися бібліотекою схем. Користувачі можуть витягувати клітинки для редагування та повертати їх після завершення. Інші користувачі не можуть змінювати вилучені комірки та можуть оновлювати свої схеми, коли зміни будуть записані. Крім того, користувачам забороняється вносити зміни до вилучених клітинок, які б вплинули на інші невиписані клітинки. Попередження також видаються, коли кілька користувачів витягують ієрархічно пов’язані клітинки, що може спричинити перешкоди для їх редагування.

Як підтримувані технології, мають:

nMOS	Традиційний транзистор nMOS
CMOS	Він доступний у кількох різних версіях, таких як загальна, Cal Tech Round або правила MOSIS
Біполярний	Загальна логіка біполярного транзистора
BiCMOS	Біполярний+CMOS для гібридних схем
TFT	Тонкоплівкові схеми
Цифрові фільтри	Родовий
Друкована плата	Може підтримувати до 8 шарів для друкованих плат
Схеми	Створення схемних схем з аналоговими та цифровими компонентами
FPGA	Дизайн спеціальної FPGA
Твір мистецтва	Елементи для графічного дизайну

Що стосується зовнішніх інтерфейсів, правда полягає в тому, що Electric дуже високий файл сумісний з багатьох інших EDA, наприклад:

Формат	Вхід вихід	опис
CIF	Є	Caltech Intermediate Format
GDS II	Є	Формат обміну Calma GDS
EDIF	Є	Формат обміну електронним дизайном
СУЕ	E	Схематичне середовище користувача
DXF	Є	Власний механічний формат AutoCAD
VHDL	Є	HDL
Verilog	S	HDL
CDL	S	Мова опису каденції
EAGLE	S	Схематичне захоплення
ПАСТИ	S	Схематичне захоплення
ECAD	S	Схематичне захоплення
Аплікон	E	Applicon/860 (старий формат CAD)
книжкова полиця	E	Книжкова полиця (формат обміну місцями)
Gerber	Є	Gerber Scientific (плотерний формат)
HPGL	S	Мова побудови
PostScript	S	Мова побудови
SVG	S	Масштабована векторна графіка (масштабоване зображення для браузера)

Але це ще не все, ви також можете мати такі плагіни, як ці бібліотеки:

• Штат Бойсе: бібліотека для використання стандартних комірок, створених університетом, на честь яких вони названі, на основі правил MOSIS Submicron із 3 шарами металевих з’єднань і можливістю виготовлення чіпа в ливарному цеху ON Semiconductor у процесі C5.
• Харві Мадд: стандартні комірки та мікросхеми від Harvey Mudd College з 32-розрядним дизайном мікропроцесора MIPS і відповідними комірками.
• MOSIS CMOS- Ви маєте бібліотеку для технології виробництва 350 нм і 180 нм для планшетів і стандартних елементів відповідно. Ці бібліотеки були розроблені лабораторіями Sun Microsystems і Міським інженерним коледжем Бангладеш під керівництвом Kanada Technologies.
• Тестовий чіп Sun Microsystems: це дизайн Sun із приблизно 1 мільйоном транзисторів, який використовувався як модель для вимірювання структурної ємності мікросхеми.
• Бібліотека комірок: ще одна бібліотека комірок, розроблена Hochschule Kempten і використана в електрокомпіляторі Silicon Compiler.

Просто вражаюче…

GNU Electric: історія

Програмне забезпечення для розробки НВІС, GNU Electric, має довгу історію до того, що ми знаємо сьогодні. Його створив Стівен М. Рубін на початку 80-х і незабаром був розповсюджений в університетах і дослідницьких установах по всьому світу. У середині 80-х Applicon продавала Electric під назвою «Bravo3VLSI». Перші проекти Electric були написані на мові програмування C, і їх все ще можна завантажити з офіційного веб-сайту, хоча пізніше вони будуть перенесені на Java з версії 8.0, хоча 7.0 підтримується на основі C, якщо ви цього хочете.

У 1988 році була заснована компанія Electric Editor Incorporated, яка комерційно продавала систему. У 1998 році компанія випустила Electric через Фонд вільного програмного забезпечення (GNU). У 1999 році розробка Electric перейшла до Sun Microsystems.

У 2000 році Стівен Рубін створив Static Free Software, компанія, яка займається безкоштовним розповсюдженням Electric. У 2003 році від «C» версії Electric відмовилися, і почався її переклад на мову Java, який був завершений у 2005 році. Хоча код C все ще доступний, він більше не розробляється та не підтримується.

У 2004 році Static Free Software стало підрозділом RuLabinsky Enterprises, Incorporated, корпорація, яка продовжує займатися вільним програмним забезпеченням. У 2010 році Oracle придбала Sun Microsystems і продовжувала підтримувати розвиток Electric до кінця 2016 року, отже, він заснований на Java.

У 2017 році розробки Electric припинилися, але Підтримка та виправлення помилок тривають. Код тепер доступний у Free Software Foundation. Наразі це частина звичайного репертуару пакетів проектів GNU.

Більше того, наразі це є використовується багатьма приватними любителями і навіть професіоналами. Багато університетів у всьому світі використовували Electric для розробки своїх чіпів, як і деякі відомі компанії, такі як Apple Computer, Intel, Harris Corporation, NEC Electronics, Rambus, Sun Microsystems (тепер Oracle) та багато інших. Фактично, серед компаній, які використовували його, є відома Transmeta Corporation, компанія, яка розробила мікропроцесори VLIW, такі як Crusoe та Efficeon, і де працював сам Лінус Торвальдс, коли він нещодавно прибув із Фінляндії до Кремнієвої долини, щоб створити Code Morphing, код що він працював у фоновому режимі для перекладу інструкцій програмного забезпечення x86 у VLIW, щоб зробити ці мікросхеми сумісними зі звичайним програмним забезпеченням.

Як безкоштовно отримати електрику

Якщо вам сподобалося, ви можете завантажити безкоштовно звідси:

• GNU Electric версія C, Java та вихідний код для різних платформ (Linux, MacOS, Windows).
• Додаткові бібліотеки.
• документація.
• Симулятор IRSIM.