Каждый год я стараюсь поехать в какую-нибудь страну бывшего СССР и провести там семинар или просто митапы на темы SystemVerilog-RTL-FPGA-ASIC-RISC-V, попросту говоря, обучение будущих проектировщиков чипов с помощью упражнений на FPGA. В этом году я поехал в Грузию и вот мой отчет:

1. Два митапа в Батуми: Friends Club / EPAM по ссылке от batumi_it_digital и хакспейс Meshtastic Batumi / радиолюбители.

2. Митап в Тбилиси в хакспейсе sandb0x.space и посещение хакспейса f0rthsp4ce / f0rth.space .

3. Встреча с инженером местного Cisco Леваном Чагелишвили и его коллегой Давидом, организованная моим старым знакомым, FPGA инженером Иваном Графским. Иван еще 10 лет назад помог мне организовать семинар в московском МИФИ и развернуть работу по народному переводу учебника Харрис & Харрис.

По Левану у меня есть продолжение: во время встречи в ресторане на фотографии выше Леван решил спроектировать ASIC и произвести его с помощью сервиса TinyTapeout. Это наврядли первый ASIC спроектированный в Грузии (хотя кто знает?), но мы решили чтобы было бы полезно, чтобы Леван описал свой опыт. Посему мы планируем три Zoom-лекции: на английском, русском и грузинском под названием:

• Чип спроектированный в Грузии:
  Разбор маршрута проектирования для ASIC и прототипирования на FPGA

• Chip Designed in the Country of Georgia:
  ASIC design flow and prototyping on FPGA

Подробности ниже:

Часть I. Батуми

После пятничной тусовки айтишников Батуми в клубе Friends Club (где организаторы были из компании EPAM) меня пригласили провести митап по верилогу в клуб / домашний хакспейс Meshtastic Batumi. Тема оказалась популярной - нас даже проспонсировала едой компания Awide Labs, производитель железа AI ускорителей из Тель-Авива. Их интересует наем локальных кадров в Батуми.

В начале я прочитал лекцию, на которой широкими мазками описал основные идеи проектирования цифровых схем: концепции комбинационных и последовательностных схем, языки описания аппаратуры, маршрут RTL-to-GDSII, разницу в структуре и применении ASIC и FPGA, статический анализ тайминга и конвейерную обработку данных.

Я использовал слайды которые я сделал для таких встреч. Видео заснял и смонтировал организатор всего мероприятия, специалист по компьютерным картам (geospatial research) Дорофей Пролесковский, большое ему спасибо!

После лекции два члена клуба показали свои проекты на FPGA:

1. Один товарищ воссоздал на плате Tang Nano 9K советский радиолюбительский компьютер Вектор с кр580вм80 (клоном i8080), на котором работала CP/M-подобная система с графическими играми, текстовыми редакторами (оконным и ed), а также отладчиком Sid.

2. Иван Губочкин показал интерфейс FPGA к камере. А также синтезированный на плате Tang Mega 138k RISC-V процессор, выполняющий Linux, правда без atomic инструкций.

Дальше мы вместе с третим товарищем запустили примеры репозитории Basics-Graphics-Music на Arch Linux. Товарищ заинтересовался в рендеринге графики, используя операции с плавающей точкой для поворота графических примитивов.

После этого Дорофей показал все их радиолюбительское и geospatial хозяйство, которое вы можете посмотреть в плейлисте на ютюбе. Под конец мы сделали общий снимок (правда некоторые уже пошли домой):

Общий вывод: Батуми однозначно подходит для организаций тусовок на тему проектирования хардвера, тут есть квалифицированное локальное коммьюнити, море и удобно добираться из всех стран. Особая достопримечательность - огромный ботанический сад у моря, в котором из-за оптимальной комбинации влажности, pH почвы и температур очень хорошо чувствуют себя камелии, магнолии и другие растения, которые есть и в Калифорнии, но в Калифорнии для них суховато, а вот в Батуми в самый раз.

Часть II. Тбилиси

По возвращению из Батуми в Тбилиси я провел еще один митап, в sandb0x.space . Были в основном релоканты, некоторые из их работают удаленно на российские компании. Например один джентельмен делает медицинский прибор для навороченного варианта Delayed Auditory Feedback (DAF). DAF даже не в навороченном варианте - это единственная известная мне технология для эффективного снижения заикания (так как я сам заика с 9 лет, я в этом разбираюсь).

Человека три или четыре были хорошо в теме верилога и были например знакомы с группой Дроздова в МФТИ и работавшей с нею компанией Soft Machines которую купил Intel за $300M (в основном за сделанный в России компилятор).

Одна девушка была знакома с работой GPU, еще две другие спрашивали совет, что делать, если они не успели закончить в России вузы, а надо устраиваться на работы. Я дал совет взять курсы (онлайн и оффлайн) из мест типа University of California Santa Cruz Silicon Valley extension (это вечерние курсы повышения квалификации, в том числе с программой VLSI), потом все это скобинировать и объявить в резюме что у них эквивалент степени бакалавра (bachelor degree equivalent), добавить опыта участия в открытых проектах и продавать себя работодателям в таком качестве.

По большому счету если они пройдут через фильтр HR и интервью, то работодателям будет наплевать сколько там семестров чего они прошли. Но важный момент: нельзя преувеличивать курсы, дипломы итд, посколько все нестыковки раскопает background check. Даже в условиях санкций западная компания может сконтактировать background check компанию, у которой контракт с другой background check компании в России, а та компания может сконтактировать и ваш бывший деканат и даже архив, много-много лет спустя.

То есть если вы напишете "училась четыре года", а училась три, то найдут и отменят оффер, а вот если напишете "училась три года" как есть, то это ОК: к этому моменту компании наплевать, посколько они вас уже проверили на интервью, да и российские вузы для них не архиважны. Но вот галочка от background check на правдивость нужна.

После митапа в SandBox меня повели еще и в другой hacker space в Тбилиси - f0rthsp4ce или f0rth.space в котором артистично выглядящие комнаты:

Больше фоток в альбоме.

Часть III. ASIC спроектированный в Грузии

В конце моей поездки мы снова встретились с Леваном и Давидом и Леван начал работать над примером реализации CORDIC алгоритма в ASIC. Почему это важно?

1. С моей личной точки зрения развитые страны - это страны в которых проектируют ASIC-и: США, Япония, Великобритания, Германия, Франция, Бельгия, Южная Корея, КНР, Россия. Если в Грузии разовьется эта тема, начиная со студентов, то это повышает статус страны. Кстати так же считают и на Украине, например в Киевской Школе Экономики, которая сотрудничает по теме ASIC-ов c ETH Zurich.

2. Больше возможностей для привлечения в страну международных электронных компаний - как несколько лет назад наличие в Беларуси команды знающей SystemVerilog верификацию для ASIC-ов привлекло туда южнокорейскую SK Hynix.

3. Хотя сам пример - это небольшой дизайн, но на нем можно показать все маршруты: верификацию через тестбенч с самопроверкой; синтез для прототипирования на FPGA; маршрут RTL2GDSII для ASIC-ов.

Пояснение о чем идет речь из моего недавнего поста "От Цифровой Логики к Процессору через ПЛИС. Программа годового курса для школьников физматшкол":

Как мы все знаем, изготавливать коммерческие микросхемы на фабрике стоит дорого. Просто запуск производства (без учета проектирования) современной микросхемы для смартфона на 2 нанометра стоит десятки миллионов долларов. С использованием более консервативных техпроцессов (28 нм) цены снижаются до миллиона и ниже, но все равно остаются вне финансовых возможностей школьника или студента, кроме случая если его папа олигарх (последнюю оговорку я ввел после лекции перед школьниками в Томске в 2017 году).

При этом на фабриках существуют избыточные мощности, которые используют для запусков так называемых MPW (Multi‑Project Wafer) shuttle run. Простыми словами, фабрика собирает проекты от нескольких исследователей и производит для них на одной пластине несколько чипов с ценами типа $15 тысяч долларов за чип с техпроцессом 130 нанометров. Это конечно не самый последний техпроцесс, но он достаточен например для выпуска микроконтроллеров для «умного земледелия», где чипы вставляются в датчики влажности и удобренности разбросанные по полю, или скажем вешаются в устройствах на шеях пасущихся коров.

Но эта опция, как вы понимаете, тоже слишком дорогая для школьника или студента. К счастью, есть еще более дешевая опция под названием TinyTapeout. При этом один чип за $15 тысяч разбивается на зоны для 100–200 человек. Каждый из них покупает от одного до нескольких квадратиков (tiles) за ~$50 на квадратик, который вмещает примерно 1000 стандартных ячеек. У такого чипа можно активировать схему любого из заказчиков, просто подавая условно говоря номер схемы на ножки. Еще за ~$300 можно заказать плату с таким чипом.

При этом мы с сотоварищами сделали и описали маршрут, как перенести на Tiny Tapeout схемы, спроектированные на FPGA в рамках репозитория BGM (Basics‑Graphics‑Music), с помощью шаблонов ttsky-verilog-template-for-verilog-meetup и ttihp-verilog-template-for-verilog-meetup. См. заметку

Moving your design from FPGA to ASIC using Verilog Meetup variant of the Tiny Tapeout template

Визуализация конечного GDSII файла который идет на фабрику выглядит просто красиво:

Итого мы решили что Леван приготовит три лекции, которые он прочитает по зуму. Просто зайдите по линку в следующие даты и время:

Chip Designed in the Country of Georgia: ASIC design flow and prototyping on FPGA

Чип спроектированный в Грузии: разбор маршрута проектирования для ASIC и прототипирования на FPGA

1. Пятница 18 сентября, 18.00 по Москве (19.00 по Тбилиси): лекция на английском.

2. Cуббота 19 сентября, 18.00 по Москве (19.00 по Тбилиси): лекция на русском.

3. Воскресенье 20 сентября, 18.00 по Москве (19.00 по Тбилиси): лекция на грузинском.

Ждем вас на лекции!