Croc: 도메인 특화 엔드투엔드 오픈 소스 실리콘을 통한 차세대 칩 설계자 교육

인공지능(AI), 로보틱스, 그리고 자동차 시스템 분야에서 도메인 특화 시스템 온 칩 (SoCs)에 대한 수요가 증가함에 따라, 아키텍처 사양부터 제작된 실리콘에 이르기까지 초거대 집적 회로 (VLSI) 설계에 대한 실무 전문성을 갖춘 엔지니어의 필요성이 커지고 있습니다. 그러나 대부분의 VLSI 강의는 제한적으로 라이선스가 부여된 전자 설계 자동화 (EDA) 도구 및 프로세스 설계 키트 (PDKs), 그리고 폐쇄형 소스 하드웨어 설계에 의존하고 있습니다. 우리는 고도로 커스터마이징 가능한 RISC-V 플랫폼인 Croc를 중심으로 구축된 엔드투엔드 오픈 소스 도메인 특화 SoC 설계 및 제작 흐름을 제시합니다. 오픈 소스 SystemVerilog 지적 재산 (IP) 블록으로 구축되고 130nm 오픈 PDK 내의 엔드투엔드 오픈 소스 설계 흐름과 통합된 Croc는 명령어 세트 확장 (instruction-set extensions), 가속기 코프로세서 (accelerator co-processors), 그리고 주변 장치 (peripherals)와 같은 다양한 도메인 커스터마이징 옵션을 지원하는 테이프아웃 (tapeout) 프로젝트를 가능하게 합니다. Croc를 사용한 첫 번째 오픈 소스 강의 경험에서 65명의 학생이 33개의 프로젝트를 완료했으며, 그 중 30개는 제조 가능한 레이아웃을 생성했습니다. 18개의 설계가 테이프아웃 후보로 선정되었고, 5개가 제작되었습니다. 첫 번째 베이스라인 칩은 이미 실리콘에서 성공적으로 특성 분석(characterization)되었으며, 이는 폐쇄형 소스 툴체인 및 PDK를 사용하여 완료된 유사한 기능적 복잡성을 가진 제품들과 비교할 만한 마이크로컨트롤러급 기능 및 구현 지표를 입증합니다.