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DARPA电子复兴计划召开年度峰会,确定各领域研究团队(二)
2018-07-30


[DARPA官方网站2018724日报道] 电路设计曾是一个高度依赖人工的过程。如今,随着电子设计自动化(EDA)工具和模块化设计方法的出现,电路设计过程已经发生了巨大的改变。尽管自动化技术不断进步,但仍然很难满足日益复杂化的片上系统(SoC)平台的技术发展需求。现代片上系统可以将数十亿晶体管和数英里长的导线集成在一个微型芯片内。这一技术壮举往往需要庞大的技术团队利用十分复杂的软件来实现,导致电路设计成本不断飙升,从而将竞争领域缩小到能够满足资金和技术人才条件的大型跨国公司。因此,对于小型技术公司和美国国防部来说,利用高性能技术为国防应用设计复杂电路将变得越来越困难。

723~25日举办的电子复兴计划年度峰会上,DARPA指定了来自学术界、商业界和国防工业界的研究团队,探索现代片上系统设计复杂性和成本障碍问题的解决方案,目标是创造一个良好的设计环境,拓宽电路设计的竞争领域,从而掀起美国半导体行业下一波创新浪潮。在DARPA“电子复兴计划框架下,已经启动的两个电路设计领域新项目分别是电子资源智能设计(IDEA项目和高端开源硬件(POSH开发项目。负责这两个项目的研究团队包括:加州大学圣地亚哥分校、诺斯罗普·格鲁曼任务系统公司、Cadence设计系统公司、赛灵思公司、新思科技公司、南加州大学、普林斯顿大学和桑迪亚国家实验室等。

IDEA项目和POSH项目最初于20179月份发布,是电子复兴计划中63项目(摩尔定律是戈登摩尔在他1965年发表的那篇开创性论文的第3页提出的)中的两个。戈登摩尔也曾预言,新型设计自动化流程将取代人工电路设计,用于实现更为复杂的电路。为了实现这一目标,IDEA项目和POSH项目将开展能显著降低现代片上系统设计障碍的研究,以开创电路和系统专业化创新的新时代。

IDEA项目和POSH项目计划通过建立基于软件、全自动物理版图生成工具和开源知识产权(IP)的生态系统,寻求开创在24小时内完成国防部硬件系统设计周期的新纪元,缩短产品更新周期,实现定制化商业片上系统和国防部专用片上系统的快速大规模生产。

IDEA项目的目标是创建一个无人为干预的智能化设计流程和工具,使电子设计经验和专长有限的用户能够在24小时之内完成电子硬件的物理设计,将开发能自动生成生产过程所需电路设计文件的新软件,将设计周期从数年缩短到一天。IDEA项目计划应用机器学习方法,不断改进数字电路、混合信号集成电路(IC)、系统级封装(SiP)和印刷电路板(PCB)的版图生成工具性能。

DARPA设置IDEA项目的目的是通过完全自动化和应用机器智能,弥补国防部在先进电子硬件设计资源和专业知识方面的不足。参与IDEA项目的研究团队包括:加州大学圣地亚哥分校、伊利诺伊大学香槟分校、普林斯顿大学、犹他大学、诺斯罗普·格鲁曼任务系统公司、密歇根大学、耶鲁大学、Cadence设计系统公司、德克萨斯大学奥斯汀分校、明尼苏达大学、普渡大学。

POSH项目计划通过建立具有已知功能的认证IP构建模块库,显著减少新混合信号片上系统设计所需要的工作量。根据软件设计界的最优实践经验,POSH项目需创建开源(OS)的片上系统设计和验证生态,从而使超复杂片上系统的设计具有较高的成本效益。虽然在电路设计中应用IP核重用技术有显著的好处,但当前的许可模式限制了重用的适用范围。为了创建一个可持续的开源硬件生态系统,研究人员的任务是开发可验证开源、混合信号片上系统质量的硬件保证技术以及关键开源IP组件。

为实现定制化、高性能片上系统的普及,POSH项目要建立可持续的开源IP和相关验证工具生态系统。通过POSH项目的实施,最终改变每次进行新设计都需要从头开始做的现状,创建认证库,为与开源代码检查过程相关的用户提供更深层次的保障。参与POSH项目的研究团队包括:赛灵思公司、新思科技公司、南加州大学、普林斯顿大学、华盛顿大学、犹他大学、LeWiz通信公司、布朗大学、桑迪亚国家实验室和斯坦福大学。(工业和信息化部电子第一研究所  李铁成)

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