Elever vid Danmarks Tekniske Universitet (DTU) har i en specialkurs på 13 veckor utvecklat en RISC-V 32-bitars processor genom att använda gratis verktyg baserade på öppen källkod.
Tolv elever vid DTU har under en 13 veckor lång specialkurs i chipdesign utvecklat ett chip med hjälp av gratis programvara som nu utan kostnad skall produceras i USA genom ett initiativ från Google.
Kursen uppges vara historisk av flera anledningar: Det är första gången som DTU undervisar i chipdesign som terminsämne för kandidat- och masterstudenter. Det är också första gången som verktyg med öppen källkod har använts för att designa mikrochippet. Dessutom kommer chippet att produceras gratis i USA under sommaren så att man hemma på DTU till hösten kan testa om det verkligen fungerar.
– I många år har det pratats om programvara med öppen källkod. Nu kommer hårdvara med öppen källkod. Det är banbrytande att vi kan använda gratisverktyg för att designa chippet. För oftast är det så dyrt att köpa licenser för de olika verktygen man använder för att göra ett mikrochip att det bara är företag som har haft möjlighet att göra det, säger professor Martin Schoeberl, som tillsammans med biträdande professor Luca Pezzarossa leder kursen.
– Det är imponerande och inspirerande att se hur en relativt liten grupp studenter kan arbeta tillsammans med de svåra utmaningar som är förknippade med chipdesignprocessen och producera konkreta resultat på så kort tid. Utöver chipdesignprocessen lär sig eleverna värdet av konstruktivt lagarbete, vilket jag tror är en grundläggande färdighet för framtida ingenjörer, säger Luca Pezzarossa.
På kursen delas studenterna in i små grupper, som tar hand om de många olika delarna av processen med chipdesign, hur den fungerar etc. elva av de tolv studenterna är igång med sin kandidatexamen.
Behov av innovation i Danmark
EU vill ha tillbaka chipdesign och produktion på europeisk mark och vill samla in 43 miljarder euro i offentliga och privata investeringar genom EU Chips Act. Nyligen höll DTU Compute tillsammans med mikrochipsindustrin en välbesökt karriärdag – DTU Chip Day – där budskapet från de 20 företagen till de många studenterna var att det finns gott om lediga tjänster inom chipdesign i Danmark.
Bristen på folk bidrar till att Jørgen Kragh Jakobsen, som är analog kretsdesigner och ägare till enmansföretaget IC Works, har föreslagit Martin Schoeberl och Luca Pezzarossa att sätta upp en specialkurs för att öka ungas intresse för chipdesign. Och han hjälper till gratis på kursen.
– Vi behöver innovation på det här området. Och specialkursen här är den första generationen av vissa chipdesigners som arbetar med verktyg med öppen källkod. Det har vi inte sett tidigare. Och det kommer att explodera under de närmaste åren, säger Jørgen Kragh Jakobsen.
– Det betyder mycket att eleverna kan få praktisk erfarenhet, så de kan processen med att designa ett chip som ska kunna göra olika saker, och senare få tillbaka det och ta reda på vad som har gjorts fel. Det är vad vi gör i branschen. Därför är det verkligen trevligt att se kandidatstudenterna få praktisk erfarenhet av detta.
DTU:s mikrochip
DTU-mikrochippet är designat och producerat genom ett speciellt program som Google har med chiptillverkaren Skywater. De båda företagen har släppt ett antal PDK:er – Process Design Kit – som ger fri tillgång till allt som behövs för att designa och producera ett mikrochip; verktyg, instruktionssatser och manualer.
DTU:s mikrochip är baserat på ett dualcore-system med två olika processorer, en RISC-V 32-bitarsprocessor och Patmos, en tidsförutsägbar multiprocessorplattform skapad på DTU.
Medan Patmos till exempel kan driva processer som är tidskritiska – som rotorblad på en drönare – kan RISC-V ta hand om processer där tiden inte är avgörande.
