180纳米工艺落后、但完全自主,100% 印度造 RISC-V SoC成功流片

2020-10-03 14:24:07 来源:EETOP
SHAKTI是Madras印度理工学院可重构智能系统工程(RISE)小组的第一个开源计划旨在开发第一个本地工业级处理器。SHAKTI计划的目标包括构建开源的生产级处理器,完整的片上系统(SoC),开发板和基于SHAKTI的软件平台。该团队的主要重点是开发SoC的体系结构研究,与SoC在面积,功耗和性能方面与市场上的商业产品相比具有竞争力。SHAKTI的所有源代码都是根据加利福尼亚大学伯克利分校的经过修改的BSD许可证开源的。该项目由印度政府电子和信息技术部(MeITY)资助。

现在,SHAKTI团队已经宣布了其第三款芯片:Moushik。该团队解释说:“ Moushik是一个处理器兼片上系统(SoC),可以满足快速增长的物联网IOT设备的需求,这些设备是数字印度智能城市不可或缺的一部分。微处理器芯片的制造涉的三个步骤:设计、制造和验证测试-所有这些步骤都是完全在印度独立完成的。”

随着Moushik的启动,与Arduino兼容的片上系统(SoC)以及该小组的第三次成功的流片,SHAKTI的免费开源硅项目已经达到了一个新的里程碑。

Moushik基于180nm工艺构建,在256引脚封装中具有103个输入/输出(IO)引脚,并由SHAKTI E级RISC-V内核供电。CPU的运行频率在75MHz至100MHz之间,而SoC包括许多通用外设,包括SDRAM控制器,I²C,四路SPI,模数转换(ADC),UART和用于调试的JTAG。

完全本土化的开发过程的影响在于展示了印度的生态系统,该生态系统用于在该国内部设计,开发和制造端到端系统,从而实现自给自足。

Kamakoti教授进一步说,微处理器的设计,主板印刷电路板的设计,组装和硅后启动是在IIT Madras完成的。代工厂特定的后端设计和制造是在昌迪加尔(Chandigarh )的印度空间研究组织(ISRO)半导体实验室进行的,而该主板的制造则在班加罗尔进行。

MOUSHIK的应用包括:

1.智能卡,包括信用卡,身份证,借记卡,地铁旅行卡和驾驶执照
2.电子投票机(EVM)
3.办公管理系统,包括出勤,监控摄像头和安全锁
4.个性化的健康管理系统
5.包括但不限于洗衣机和水泵监控系统在内的消费电子产品

Kamakoti教授列举了这种自主开发的微处理器对印度的好处:

1. SHAKTI系列的第一个本地芯片是在2018年10月设计并启动SHAKTI的。这是移动计算设备,嵌入式低功耗无线系统和网络系统的基本构建模块,除了减少了对通信和国防部门进口微处理器的依赖之外。
2. SHAKTI微处理器可以与国际标准同等地被他人使用。该系列微处理器具有为全球市场铺平道路的潜力。
3.由于它是开源的,因此任何行业(包括新兴企业)都可以根据自己的需要进行设计并对其进行自定义。2020年Swadeshi微处理器挑战赛已由印度政府电子信息技术部发起,以鼓励同样的行动。
4.这种本土设计,开发和制造方法的另一个关键方面是减少部署可能被后门和硬件特洛伊木马感染的系统的风险。当国防,核电设施以及政府机构和部门等战略部门采用基于SHAKTI处理器的系统时,这一发展将具有重大意义。

MOUSHIK处理器芯片的技术参数:
-MOUSHIK芯片使用180纳米技术制造
-芯片尺寸为5.315 X 5.155平方毫米
-具有103个I/O
-I256引脚CQFP封装
-内核电压-1.8v
-IO电压 3.3v
-门计数 647k
-实例计数-210k

-DFT-扫描,JTAG

SHAKTI处理器系统设计基于RISC-V ISA(指令集架构)。RISC-V是一种开放的免费ISA,通过开放标准的协作实现了处理器创新的新时代。ISA是一种编程语言或机器语言,它向处理器提供命令以指示其要执行的功能。

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