[情報] COSCUP2021 史上最「硬派」議程軌下晶片與FPGA EDA

各位Tech_Job板大德好，
以往COSCUP（開源人年會）的議程多半是隔壁軟體工作板的範疇，
IC、與其他硬體產業的議程相對比較少，
頂多是跟一些嵌入式、開放硬體專案比較有關。

但是今年，小弟忝為〝Bringing Open Source Software to Hardware〞
此一議程軌主辦，邀請到了一些以往在開放原始碼領域很少見的IC/半導體相關講者。

今年因疫情所故採線上型式進行，8/1將於YouTube上直播：

緊急更新，第一場會在：
https://youtu.be/DzZ9_jPbcWU
其餘在：
https://youtu.be/413VuwV9RkY
目前有以下議程，於對應的時段進行（詳情可見各tinyurl連結）：

"Open Source FPGA Tooling - Our Journey from Resistance to Adoption"
( https://tinyurl.com/38xcxy5m )
https://www.youtube.com/watch?v=oXvxP2W28vU

↑ 首先打頭陣的，是來自於QuickLogic的CEO與CTO。
在2016時，一位非常有才華的奧地利工程師Claire，在著名的混亂通訊大會(C3)上
公開了逆向工程Lattice iCE40系列FPGA的成果，從synthesis、APR、到bitgen
每一個流程都可以使用完全開放原始碼的toolchain進行。自此，無數開放原始碼
愛好者投入、擴展了這成果，打造出SymbiFlow這套EDA toolchain，誓言要成為
FPGA領域的GCC。而QuickLogic作為一間商用FPGA公司，自然也成為「被開源」的
其中一間公司；原本他們是很討厭這些事情的，覺得被侵門踏戶；但是在發現
開放原始碼社群的成果，可以帶來他們意想不到的收穫，現在轉而直接支援
SymbiFlow這樣開源的EDA toolchain，並且在正式產品中使用。
這樣峰迴路轉的故事，將在這次的議程中與各位分享。

"Open down to the transistor - A fully open source, manufacturable PDK,
for a 130nm process for IC creation!"
( https://tinyurl.com/h3wtbd57 )
https://www.youtube.com/watch?v=ENi6FZsojeA

↑ 緊接著，我們有請來自Google的Tim Ansell，為各位娓娓道來，一個純到不能
再純的軟體公司工程師，是怎麼一路從寫程式，到促成Google與Skywater達成合作
，一同以Apache 2.0釋出可供下線的Skwater 130nm node的PDK、並且資助免費的
MPW shuttle給開放原始碼專案使用。
相信各位在求學與就職中，應該有不少機會去參與晶片下線的機會。但對於很多
非電子、電機領域的人，例如我，其實一直很難有相關的機會、可以一步一腳印地
去參與一趟艱辛、但是意義豐碩的IC tape-out旅程。
也歡迎有興趣的人，來看看這個成熟、甚至可說有點過時的製程，可以玩出什麼新
花樣來。

"The efabless Caravel project---Chip design, democratized"
( https://tinyurl.com/as5whdu8 )
https://www.youtube.com/watch?v=A2FI8zep5zk

↑喝杯咖啡提神，我們請到了efabless的Tim Edwards與他的同事。efabless是一間
專門幫助其他人進行tape-out的顧問公司，處理大大小小的驗證流程。然而
特別的是Tim Edwards是一位非常喜愛開放原始碼理念的工程師，在過於30年來
他開發、維護了無數的IC相關的開源專案，例如MAGIC VLSI layout tool、
布局工具graywolf、繞線工具qrouter .....等等。
在Sky130 PDK完全開源後，他打通了一套開放原始碼的automated RTL-to-GDSII
flow，稱作OpenLANE，可以讓專業人士幾乎無痛地走完整個下線過程。

但對於像我這樣的非相關領域出生的小白，缺乏一套教材與文件，還是相當地艱辛。
所以Tim Edwards與Mohamed Shalan，打造了一顆簡易的RISC-V SoC：Caravel，
來帶領非專業人士走流程，並且在此次議程中講解箇中三昧。

"The OpenFPGA project and Open-source eFPGA IPs"
( https://tinyurl.com/4ma4sphe )
https://www.youtube.com/watch?v=HH8fh5wBysY

↑有了開放的toolchain，還要有開放的design，才是完整的開放原始碼上下游。
來自猶他大學的Xifan Tang教授成立了OpenFPGA基金會，旨在打造一套原生就
完整受SymbiFlow支援的開放FPGA設計。並且透過上述的SkyWater 130製程，
進行下線的過程。此次他與他的學生Ganesh將是第一次對世界亮相他們的成果。

"Designing a open Linux capable SoC using open source software"
( https://tinyurl.com/4aehecyp )
https://www.youtube.com/watch?v=rEJ_Hwiu1ag

↑2018年時，來自瑞士的Charles Papon因為實在不喜歡Verilog/VHDL，也對
新誕生的Chisel不甚滿意。於是就自己發明了一套基於Scala的HDL：SpinalHDL。
而且為了證明自己這套HDL的優異之處，他打造了一套RISC-V SoC ——VexRiscv；
並且獲得了2018年度的RISC-V SoftCore大賽冠軍之銜。
爾後，Charles持續地改善VexRiscv的設計，先是完成了privilege spec，
並於2020年時拓展成了SMP的架構，成為目前開源RISC-V實做圈中，
footprint極小、又有多核心支援的Linux RISC-V SoC。

"What's new in OpenRISC"
( https://tinyurl.com/wex66rs )
https://www.youtube.com/watch?v=BKbQj0zRIs8

↑現在說到開放的指令集架構，與CPU/SoC實作，幾乎大家都會膝跳反射地說：
「你是不是要說RISC-V？」但是其實OpenRISC，是一個從更久以前就努力地
在開放指令集架構上披荊斬棘的先鋒。脫胎於知名計算機組織課本白算盤的
DLX指令集，OpenRISC出現於2000年前後。在當時因為生態系建構的困難，
即便有下線、有Linux支援，在一般人的視野中曝光不多。但是其設計，
仍然在一些SoC中有所採用。例如Allwinner(全志)的AR100電源控制
IP，其實內部就藏有一顆早期設計的OpenRISC 1200實做。其優異的realtime
性質，也受到一些開源3D列印機採用：
https://tinyurl.com/3r5ftydy
但是OR1200終究是一顆20歲的設計了，在現代的世界當中已不敷使用。
所以有了此次講者Stafford開發的新一代的實做mor1kx，並且預計也要支援
SMP。Stafford更一間扛起了OpenRISC的編譯器等等toolchain的維運與開發。
這次，他將告訴世界：OpenRISC還活得好好的，有著堅強的生命力持續茁壯。

抱歉說了這麼多，總歸一言：
歡迎各位Tech_Job板的前輩於8/1蒞臨敝議程軌，
一同參與為數不多的「硬派」開放原始碼盛會 :-)

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Linux is the bone of my world.
Kernel is mybody, and initramfs is myblood,
have created over a thousand Distros.

Unknown to impossibility.
Nor known to limitation.

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小弟個人的理解是在business plan上受到了幫助，像Lattice其實因為有開源工具支援， 有一些歐洲NGO/NPO的用戶開始出現。 不過實際上這個舉措來自哪些理由，還是8/1他們兩位說明會比較完整XD

歡迎8/1，點文章開頭的YouTube連結，來收看完整版的 :-)

感謝諸位的推，也期待8/1的見面 !

這個要看講者了。 畢竟每個議程是30mins ~ 1hr，而非有半天的workshop。 不確定您是好奇VexRiscv還是mor1kx，但如果有想要追問細節， Charles跟Stafford兩位都是開源人、 對於問題也都很熱心，在會後不論Q&A或私下寄信，我想應該會願意說明一些。 也不排除他們會直接貼GitHub link，概略性地說大概哪邊到哪邊慢慢看XD

我們近期會剪輯

感謝上面各位業界先賢的參與、捧場，小弟銘謝五內 m(_ _)m