El سكاي ووتر 130 نانومتر PDK هي مجموعة تصميم عملية CMOS مفتوحة المصدر والتي أحدثت ثورة في الوصول إلى تصنيع الدوائر المتكاملة. بفضل التعاون بين Google وSkyWater، أصبح بإمكان المصممين الآن استكشاف وتصنيع رقائقهم الخاصة دون الحاجة إلى تراخيص باهظة الثمن. في هذه المقالة نشرح لك كل ما تحتاج إلى معرفته عن SkyWater PDKمن التثبيت إلى الأدوات المدعومة وأفضل الممارسات.
كونه مشروع مفتوح المصدرتوفر SkyWater PDK لمجتمع التصميم القدرة على تجربة وتحسين تصميماتهم باستخدام أدوات برمجية وأجهزة يمكن الوصول إليها. على الرغم من عدم جاهزيتها للإنتاج الضخم بعد، فإن هذه المجموعة تمثل فرصة فريدة لـ تطوير وإثبات صحة تصاميم الدوائر المتكاملة الجديدة.
ما هو SkyWater PDK؟
SkyWater PDK هي مجموعة تصميم العملية (PDK) تم تصميمه استنادًا إلى تقنية 130 نانومتر من SkyWater Technology Foundry. تم إطلاقه كمشروع مفتوح المصدر بهدف إضفاء الطابع الديمقراطي على الوصول إلى تصميم الدوائر المتكاملة.
على الرغم من أن PDK هذا غير موجه حاليًا نحو الإنتاج الضخم، إلا أنه مثالي لـ التحقق من صحة التصميم وإنشاء شرائح الاختبار. تستمر Google وSkyWater في إجراء الاختبارات الداخلية والتحقق من صحة البيانات المنشورة.
أدوات متوافقة مع SkyWater PDK
أحد الجوانب الأكثر إثارة للاهتمام في SkyWater PDK هو دعم العديد من أدوات التصميم والمحاكاة. ومن أبرزها:
- سحر:برنامج تصميم الدوائر المتكاملة الذي يسمح بإنشاء المخططات، على الرغم من أن استخدامه قد يكون شاقًا بسبب واجهته اليدوية.
- أوبن لين:تدفق تصميم آلي يعتمد على أدوات مفتوحة المصدر تسهل وضع الخلايا القياسية وتوجيهها.
- Qflow:مجموعة أدوات تصميم أوتوماتيكية تتيح دمج SkyWater 130nm، على الرغم من أن توافقها جزئي.
- ngspice و Cadence Spectre:محاكيان يستخدمان على نطاق واسع لـ التحقق من الدائرة.
في حين أن بعض الأدوات مثل أوبن لين لتسهيل عملية التصميم، قد يتطلب التكامل مع SkyWater PDK عملاً إضافيًا وتعديلات مخصصة.
هندسة معمارية وكتل SkyWater PDK
يتضمن SkyWater PDK كتل تصميم مختلفة التي تسهل إنشاء الدوائر المخصصة:
- خلايا الإدخال والإخراج:مجموعة من الخلايا والعناصر البدائية التي تسمح ببناء حلقات الإدخال والإخراج.
- مخازن الإدخال والإخراج:مع قدرات استهلاك وأوضاع تكوين مختلفة.
- مولد مرجعي:يتم استخدامه لتوفير جهد مرجعي لبعض كتل PDK.
التحديات والاعتبارات في استخدام SkyWater PDK
على الرغم من أن SkyWater PDK أداة قوية، إلا أنها تتمتع ببعض القيود والتحديات لاعتبار:
- التعلم منحنى:تتطلب بعض الأدوات معرفة متقدمة في تصميم الدوائر.
- القيود في الإنتاج:حاليا لا يتم توجيهها نحو التصنيع الشامل، بل نحو التحقق والاختبار.
- توفر الوثائق:على الرغم من كونها مبادرة مفتوحة، إلا أن بعض الجوانب الفنية قد تفتقر إلى توثيق مفصل.
ومع ذلك، قام مجتمع المصدر المفتوح بتنفيذ العديد من التحسينات وتوليد موارد إضافية لجعل PDK أسهل في الاستخدام. لقد أصبح SkyWater PDK مرجعًا رئيسيًا للتجريب وتطوير تصميمات الدوائر المتكاملة الجديدة. وعلى الرغم من التحديات التي يفرضها، فإنه يوفر فرصة فريدة للمصممين والباحثين للعمل بأدوات متقدمة دون قيود الملكية الفكرية.