Validación del flujo de diseño de sistemas on-chip basados en RISC-V mediante herramientas de código abierto dentro del programa chipIgnite de eFabless

Abstract

Este trabajo se ha elaborado con el propósito de facilitar el acceso de nuevos usuarios al desarrollo de circuitos microelectrónicos. Siendo conscientes de que las herramientas de diseño automático que dominan el sector no están al alcance adquisitivo de cualquier persona, se pretende encontrar y validar alternativas dentro de los programas de código abierto. Tras una breve exposición del paradigma actual de la industria, entraremos en detalle sobre las características del proceso de diseño y el desarrollo de circuitos integrados desde su descripción en lenguaje a nivel de hardware hasta la extracción del layout con el que implementarse físicamente. Revisaremos etapa por etapa el flujo de diseño de un circuito digital y presentaremos los rasgos generales de una de las arquitecturas de procesador de código abierto más popularizadas a día de hoy: el RISC-V. Procederemos a detallar todos y cada uno de los pasos seguidos para desarrollar exitosamente el flujo de diseño, así como se mostrará la instalación y manejo de las herramientas que serán empleadas para lograr tal labor. Todas ellas estarán contenidas en IIC-OSIC-TOOLS, un entorno creado por el Instituto de Circuitos Integrados de la Universidad Johannes Kepler, y cuyo programa insignia en el proceso será OpenLane. Se espera que este documento pueda servir como manual práctico y que cualquier persona interesada pueda ejecutar de manera rápida y lo más sencillamente posible las aplicaciones citadas para obtener su propio circuito. Para demostrar la validez del proceso y los programas que se citarán, adicionalmente hemos desarrollado un procesador básico basado en la arquitectura RISC-V, cuyos archivos de descripción y resultados servirán como ejemplo ilustrativo de todo el contenido tratado