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12 Elektronik 0 8 2024 Impulse The theory behind open source is simple In the case of an operating system the source code is free Anyone can improve it change it exploit it But those improvements changes and exploitations have to be made freely available Linus Torvalds Open-Source-Chipdesign »Hardware so einfach wie Software entwerfen« Als Keynote-Sprecher des Student Days der embedded world stellte Prof Yungang Bao aus Peking die Aktivitäten in China und international zum Open-Source-Chipdesign vor RISC-Vist dabei nur eine von drei wichtigen Säulen Von Prof Yungang Bao Die Einführung von Open-Source-Software hat die Softwarebranche umgekrempelt Sie hat vor allem die Entwicklungs - kosten gesenkt und die Entwicklungszyklen beschleunigt Kleine Gruppen von Softwareentwicklern sind nun in der Lage ihre innovativen Ideen mithilfe von Open-Source-Paketen -Bibliotheken und -Werkzeugen umzusetzen Inspiriert vom gemeinschaftlichen Ansatz der Open-Source-Softwareszene haben agile und quelloffene Chips in den vergangenen zehn Jahren in Wissenschaft und Industrie an Bedeutung gewonnen Im Workshop »Architecture 2030« im Jahr 2016 entstand in Zusammenarbeit mit dem International Symposium on Computer Architecture ISCA die Vision eines Hardwaredesigns das die Zugänglichkeit von Software widerspiegelt »Hardware soll so einfach zu entwerfen schreiben sein wie Software – quelloffen« [1] Aufbauend auf dieser Vision brachte der SIGARCH Visioning Workshop der ISCA 2019 führende Köpfe zusammen um »Agile and Open Hardware for Next-Generation Computing« [2] zu erforschen Die anschließende Veröffentlichung der Sonderausgabe »Agile and Open-Source Chip« des Magazins IEEE MICRO im Jahr 2020 zeigte bedeutende Fortschritte in diesem Bereich auf Mittlerweile ist das Konzept von Open-Source-Chips von der Theorie zur Realität geworden und ist im Begriff technologische Vorgehensweisen umzugestalten Chipdesign in drei Stufen Im Gegensatz zum Open-Source-Software-Ökosystem dessen Umfang in den Bereich zweistelliger Milliarden-Dollarsummen geht steckt Open-Source im Chipdesign noch in den Kinderschuhen Der traditionelle Weg zur Entwicklung eines Prozessors gliedert sich grob in drei Hauptphasen ➔ Entwurf der Mikroarchitektur in Übereinstimmung mit einer Befehlssatzarchitektur Instruction Set Architecture ISA ➔ Implementierung des Mikroarchitekturentwurfs mit erheblichem technischem Aufwand in der Regel durch Codierung auf Register-Transistorebene zur Beschreibung der chipinternen Verdrahtung ➔ Übersetzung des RTL-Designs in ein physisches Chiplayout mit EDA-Tools Electronic Design Automation als Vorbereitung für die Produktion Trotz des bemerkenswerten Einflusses der quelloffenen RISC-V-Architektur im Ökosystem bleibt eine erhebliche Lücke zwischen der Befehlssatzarchitektur und der Fertigstellung eines Chipdesigns Um ein umfassendes Open-Source-Chip-Ökosystem zu schaffen müssen alle drei Ebenen des Open-Sourcing berücksichtigt werden wie in Bild 1 dargestellt ➔ Ebene 1 Offene und freie Behlssatzarchitektur – Behlssatzarchitekturen dienen Bild 1 Open-Source Chip-Ökosystem Open Free ISA + Open-Source-Design + Open-Source-Tools Bild ICT