"내 칩 제작 서비스" 2025년 1차 MPW 대비 오픈-소스 도구 설치

"내 칩 제작 서비스" 2025년 1차 MPW 대비 오픈-소스 도구 설치

오픈-소스 도구를 사용하여 내 칩을 만들어 볼 수 있다. 세상에서 유일한 내칩을 공짜로 만들어 준단다! 설계도구들이 필요한데 오픈-소스 도구들을 설치하려는 경우 다음의 절차를 따른다.

WSL2/Ubuntu 20.04 설치

대부분 반도체 설계 도구들은 리눅스 운영체제에서 실행된다. 오픈-소스 도구들도 예외는 아니다. 먼저 윈도우즈11의 WSL2(윈도우즈 하위 시스템 리눅스)에 우분투 리눅스를 설치한다.

WSL의 설치

WSL은 마이크로소프트에서 자신있게 제공하는 윈도우즈의 가상머신 기능이다. 아래와 같이 따라하면 설치에 문제 없을 것이다. 만일 않된다면 자신의 컴퓨터 활용능력부터 점검해보기 바란다.

주의1] WSL이 윈도우즈 10에서도 잘 된다고 하지만 확실치 않다. 윈도우즈 11을 선택하고 반드시 최신 상태로 업데이트 하도록 한다.

주의2] WSL에 우분투 리눅스와 반도체 설계 관련 도구들을 모두 설치하고 작업까지 하려면 250GByte 이상의 하드디스크 용량이 필요하다. 노트북이나 태블릿 PC에서 반도체 설계를 수행 하려면 하드디스크 공간이 부족 할 수 있다. 용량이 부족하면 외장 하드 디스크를 활용하자. 요즘 SSD 외장 하드 디스크의 읽기/쓰기 성능이 상당하다. CPU는 i5의 1Ghz급, 8GBytes의 서피스 태블릿 PC에서도 참을성 만 가지면 "내 칩 MPW" 규모의 반도체 설계를 할 수 있다.

주의3] 마이크로소프트의 WSL 관련 웹페이지에 WSL --install 이라고 하면 알아서 해준다는 내용이 있는데 적절하지 않다. 업그레이드는 물론 처음 설치의 경우에도 '수동 설치 절차'를 따르는 것이 좋다.

단계1: WSL 기능 활성화

설정(Setting) 창에서 '윈도우즈 기능(Windows Features)'을 열어 '윈도우즈 기능 켜기/끄기(Turn Windows features on or off)'에서 아래 기능을 켜도록 한다. 이 기능을 켜면 시스템을 재부팅 할 수도 있다.

Linux용 Windows 하위 시스템(Windows Subsystem for Linux)

단계 2: WSL 업데이트

윈도우즈 파워쉘(Power Shell) 커맨드 창을 "관리자 권한"으로 열어 아래와 같이 실행한다. 반드시 버젼 2를 잊지 않도록 한다.

    wsl --set-default-version 2
    wsl --update

단계 3: 우분투 리눅스 설치

마이크로소프트 스토어에서 Ubuntu 를 검색해 20.04.6 LTS 를 받아서 설치한다.

단계 4: 리눅스 명령 라인

리눅스 운영체제의 명령어 입력 터미날이 매우 어색할 것이다. 아래 링크에서 처음 1장만 읽어보자. 명령창이 생소하지만 쓰다보면 익숙해진다.

          리눅스 커맨드라인 (제5판 인터넷 에디션)
          https://wikidocs.net/book/11259

오픈-소스 반도체 설계 도구

오픈-소스는 말그대로 C, C++를 비롯하여 다양한 프로그래밍 언어 소스로 제공된다. 사용자가 알아서 컴파일하고 설치해야 한다. 매우 번거롭고 짜증날 수 있다. 깃-허브를 통해 공개되고 있는 표준 셀 디자인 킷에 설치 스크립트를 모두 제공하였으니 아래 절차대로 따라하면 무난하게 설치할 수 있을 것이다.

단계1: 표준 셀 디자인 킷 다운 받기

리눅스 명령창을 열어 깃-허브 저장소의 내용을 내려 받는다. 분량이 약 600Mb 가량된다.

    $ cd ~

    $ git clone https://github.com/GoodKook/ETRI-0.5um-CMOS-MPW-Std-Cell-DK.git

현재 사용자 홈 디렉토리에 ETRI-0.5um-CMOS-MPW-Std-Cell-DK 라는 하위 디렉토리에 다운되어있다. 디렉토리 이름이 너무 길어서 번거롭다. 아래와 같이 짧은 이름으로 '심볼 링크'를 해두자. 심볼링크는 윈도우즈의 '바로가기'와 같다.

    $ ln -s ETRI-0.5um-CMOS-MPW-Std-Cell-DK ETRI050_DesignKit

단계2: 설계 도구 설치

오픈-소스 도구들을 컴파일 하려면 엄청난 량의 소프트웨어 개발 도구들이 필요하다. C++를 위시하여 각종 그래픽 라이브러리등 이루 헤아리기 어렵다. 이에 덧붙여 설계 도구들가지 다운받고 컴파일 하기 여간 피곤한 일이 아닐 수 없다. 이를 감안하여 설치 스크립트를 마련해 두었다.

    $ cd ~/ETRI050_DesignKit/Tools

    $ chmod +x *.sh

    $ ./build_tools.sh

설치에 두시간 이상 걸린다. 컴파일과 설치가 진행 되면서 화면에 엄청난 메시지가 지나갈 것이다. 조용히 지켜보자. 설치 중간에 관리자 비번을 자주 물어올 것이다. 그때마다 비번을 정확히 넣어주도록 한다. 간혹 오류가 나거나 설치에 실패 했다고 당활할 필요 없다. 다시하면 된다. 디자인 킷에서 제공한 설치 스크립트는 여러번 시험한 것이다. 반드시 된다. 되어야 한다. 도저히 않되면 물어보라. 그래도 않되면 "내길은 이쪽이 아닌갑다~" 하면서 다른 진로를 찾기 바란다.

    설치에 두시간 이상 소요될 것이다. 끊기있게 기다리며 진행 상황을 지켜보라.

단계3: 설치 확인

뭔가 잔뜩 설치되었을 것이다. 예제를 돌려보며 제대로 되었는지 확인해 보자. 먼저 아래 절차를 따라하자.

    $ cd ~/ETRI050_DesignKit/scripts

    $ chmod +x *.sh

    $ chmod +x *.py

    $ cd ~/ETRI050_DesignKit/Tutorials/2-6_Lab4_FIR_PE

    $ make config_m2f

    $ make clean

    $ make synthesize

    $ make place

    $ make route

    $ make migrate

    $ make lvs

눈치가 있다면 뭘 하는지 알 것이다. 위의 절차를 따르는 중에 어떤 종류의 오류가 나서는 않된다. 햔재 디렉토리에 하위 디렉토리로 layout 에 레이아웃이 만들어 졌을 것이다.

    $ cd layout

    $ magic -d XR fir_pe.mag

아래와 같은 창이 화면에 뜬다면 이제 "내 칩"을 설계할 준비가 된 것이다.

Ready!

이제 준비가 되었으니 아래 링크를 보며 공부를 해보자.

        "내 칩(My Chip) MPW 서비스": 오픈-소스 도구 활용 반도체 설계 특별과정
        https://fun-teaching-goodkook.blogspot.com/2024/07/mpw.html

위의 튜토리얼은 2023년에 제작된 다소 낡은 문서다. 조금 상이할 수도 있다. 동료들과 토의하고 검색하고 질문하기 바란다.

아날로그 회로 설계로 연산 증폭기 정도는 시도해 볼 수 있도록 준비중 이다. 레이아웃 그리기를 설계로 오해하지 말기로 하자. 회로의 동작을 이해하지 못하고 그린 레이아웃은 그저 그림일 뿐이다. 레이아웃을 그리기 전에 회로를 이해하자.