Проектирование ASIC, рекомендации Опции

[Зарастро]

Доброго времени суток ! Стоит задача - создание ASIC, для специфических криптографических нужд. Система полностью цифрая. Частота ~0.2-0.4 Ghz, ~ 50-100к ЭВ выч. части, достаточно упитанная SRAM (~140 кбайт) на борту.

Опыта разработки ASIC нет, посему прошу совета. Чтобы проще было что-то рекомендовать дам стартовые данные: образование высшее, физическое, но далёкое от радиоэлектроники (теоретик), базовые знания о аналоговых/цифровых системах присутствуют, время/силы/ресурсы тоже.

Что интересует:
1. Софт, могущий провести необходимые операции от моделирования принципиальной схемы до трассировки, с максимальным соотношением (результат/усилия на освоение + возможность реш(и/а)ть задачи такого рода). Вопросы лицензии по очевидным причинам волнуют мало, лишь бы был какой-нибудь выход : )
Знаком с Multisim, Electroniс Workbench (касательно), пока планируется в качестве инструмента использовать accel p-cad, но много сомнений.
2. Возможно примеры разработки аналогичных (хотя бы по компоновке) устройств, если есть с разбором. На чужих ошибках учиться, всё же, легче.
3. Какие предприятия/заводы могут позволить себе принять заказ на малую партию(50-2к), ваш опыт в аналогичных мероприятиях.
4. Возможные подводные камни, костыли. Или что-то вроде этого, информацию отфильтрую, если что.

За дельные ответы буду превелико благодарен : )

Сообщение отредактировал Зарастро - Jan 7 2014, 22:49

[KMC]

- создание ASIC
- для специфических криптографических нужд
- опыта разработки ASIC нет
- образование далёкое от радиоэлектроники (теоретик)
- планируется в качестве инструмента использовать accel p-cad

Я вот дам такой совет - займитесь тем делом, которое умеете лучше всего и которое по возможности приносит вам деньги и удовольствие.
А если очень хочется, времени свободного и желения много - для начала спроектируйте и проверьте работу прототипа на ПЛИС. Денег много сбережете, если желание пропадет.

Основные подводные камни:
1) Свободные средства в размере от нескольки млн рублей (изготовление, корпусировка, тестирование ИС).
2) Для разработки в нашей стране криптографических средст необходима лицензия ФСБ.
3) Наличие знаний и навыков(реального, а не теоритического опыта) в области разработки ИС у Вас или желающих Вам помочь в этом непростом деле.

[ZASADA]

для старта качаете любую IDE altera/xilinx (выбор чисто религиозный), подбираете подходящего размера ПЛИС и пишите прототип. язык написания тоже выбираете любой какой нравится.

[Torpeda]

Доброго времени суток ! Стоит задача - создание ASIC, для специфических криптографических нужд. Система полностью цифрая. Частота ~0.2-0.4 Ghz, ~ 50-100к ЭВ выч. части, достаточно упитанная SRAM (~140 кбайт) на борту.

Опыта разработки ASIC нет, посему прошу совета. Чтобы проще было что-то рекомендовать дам стартовые данные: образование высшее, физическое, но далёкое от радиоэлектроники (теоретик), базовые знания о аналоговых/цифровых системах присутствуют, время/силы/ресурсы тоже.

Улыбнула постановка задачи

Ну раз система полностью цифровая, то FPGA реализация у Вас уже есть наверное?
А если прям FPGA для 50 шт не устраивает и прям ASIC хочется... а зачем? Может ASIC спутали с FPGA ?

[Зарастро]

- создание ASIC
- для специфических криптографических нужд
- опыта разработки ASIC нет
- образование далёкое от радиоэлектроники (теоретик)
- планируется в качестве инструмента использовать accel p-cad

Я вот дам такой совет - займитесь тем делом, которое умеете лучше всего и которое по возможности приносит вам деньги и удовольствие.
А если очень хочется, времени свободного и желения много - для начала спроектируйте и проверьте работу прототипа на ПЛИС. Денег много сбережете, если желание пропадет.

Основные подводные камни:
1) Свободные средства в размере от нескольки млн рублей (изготовление, корпусировка, тестирование ИС).
2) Для разработки в нашей стране криптографических средст необходима лицензия ФСБ.
3) Наличие знаний и навыков(реального, а не теоритического опыта) в области разработки ИС у Вас или желающих Вам помочь в этом непростом деле.

Спасибо за ответы ! Делом, которое удаётся лучше всего - занимаюсь, всё хорошо. Это дополнительно. На ПЛИС были проверены отдельные элементы алгоритма (в виде виртуального моделирования), особой сложности не возникло. Моделировать итоговый на реальной ПЛИС сложновато, ввиду больших требований к аппаратной платформе выч. части, да и бесполезности, как кажется.

Опять же - задачи по созданию (точнее программированию) FPGA не являются приоритетными, их возможности недостаточны.

Насчёт лицензии - это не промышленное производство, тем более - не в России (и я не там живу), так что всё возможно проводить под чёрным флагом.

Ах да, забыл упоминуть - почему именно ASIC. Устройство занимается непрерывными ресурсоёмкими вычислениями, которые нужно максимально оптимизировать. Т.е. это не контроллер для генерации ключей, скажем так.

Сообщение отредактировал Зарастро - Jan 8 2014, 12:04

[Torpeda]

Опять же - задачи по созданию (точнее программированию) FPGA не являются приоритетными, их возможности недостаточны.
Ах да, забыл упоминуть - почему именно ASIC. Устройство занимается непрерывными ресурсоёмкими вычислениями, которые нужно максимально оптимизировать. Т.е. это не контроллер для генерации ключей, скажем так.

1) Цифра которая работает в FPGA легко переносима в ASIC... ну если RTL не кривой конечно...
так что FPGA реализация - это пол работы по ASIC реализации...
2) А чем FPGA плох для ресурсоёмких вычислений?
думаю для ваших 0.6ГГц и 100К гейтов можно подобрать подходящую FPGA...
таки зачем ASIC - не понятно....

[Зарастро]

1) Цифра которая работает в FPGA легко переносима в ASIC... ну если RTL не кривой конечно...
так что FPGA реализация - это пол работы по ASIC реализации...
2) А чем FPGA плох для ресурсоёмких вычислений?
думаю для ваших 0.6ГГц и 100К гейтов можно подобрать подходящую FPGA...
таки зачем ASIC - не понятно....

Помимо 100к гейтов там на борту ещё есть 150кб скоросной памяти, подключённой и через шину и непосредственно, к логическим узлам, время работы с ней - основное ограничение производительности схемы. Хотя реализовать сначала на FPGA, пожалуй, целесообразно, хотя раньше просто жалел время на это. Все алгоритмы есть на тех же C, отлажены вдоль и поперёк.

ASIC ещё и потому, что у отдельных узлов, по крайней мере планировалось, время простоя практически ноль - т.е. на FPGA придётся ограничивать скорость работы, во избежании перегрева, так как нельзя провести оптимизацию схемы (то же расположение элементов, теплоотдачу и т.д.)

Сообщение отредактировал Зарастро - Jan 8 2014, 12:18

[ZASADA]

на этой странице нет ни одной подходящей ПЛИС?

[Torpeda]

Помимо 100к гейтов там на борту ещё есть 150кб скоросной памяти, подключённой и через шину и непосредственно, к логическим узлам, время работы с ней - основное ограничение производительности схемы. Хотя реализовать сначала на FPGA, пожалуй, целесообразно, хотя раньше просто жалел время на это. Все алгоритмы есть на тех же C, отлажены вдоль и поперёк.

ASIC ещё и потому, что у отдельных узлов, по крайней мере планировалось, время простоя практически ноль - т.е. на FPGA придётся ограничивать скорость работы, во избежании перегрева, так как нельзя провести оптимизацию схемы (то же расположение элементов, теплоотдачу и т.д.)

1) Может есть FPGA c достаточным количеством встроенной памяти? правильно указал ZASADA - есть до 115Mb... гдето в 1000 раз больше чем вам надо
2) Наличие отлаженных С алгоритмов не гарантирует наличие работоспособной схемы электрической принципиальной с заданными параметрами в будущем...
3) А кто сказал что FPGA работающий на максимальной частоте должен перегреваться?
А кто сказал что в FPGA нельзя контролировать расположение элементов?
А кто сказал что расположение элементов это способ уменьшить теплоотдачу?
Всё равно смысла в ASIC не вижу...не обосновано....

[Зарастро]

1) Может есть FPGA c достаточным количеством встроенной памяти? правильно указал ZASADA - есть до 115Mb... гдето в 1000 раз больше чем вам надо
2) Наличие отлаженных С алгоритмов не гарантирует наличие работоспособной схемы электрической принципиальной с заданными параметрами в будущем...
3) А кто сказал что FPGA работающий на максимальной частоте должен перегреваться?
А кто сказал что в FPGA нельзя контролировать расположение элементов?
А кто сказал что расположение элементов это способ уменьшить теплоотдачу?
Всё равно смысла в ASIC не вижу...не обосновано....

Есть, но сделать кластер из этих FPGA у меня явно не хватит денег - да и не для этого они. Насчёт контролировать в FPGA расположение элементов - вы правы, надо глубже вникнуть в вопрос.
Основной смысл ASIC - что они дешёвые, цена/штуку, и их можно заказать много, объединив в кластер. С FPGA это будет невыгодно.

[ZASADA]

так у вас малая партия 50-2к штук или миллионный кластер?

[Torpeda]

Есть, но сделать кластер из этих FPGA у меня явно не хватит денег - да и не для этого они. Насчёт контролировать в FPGA расположение элементов - вы правы, надо глубже вникнуть в вопрос.
Основной смысл ASIC - что они дешёвые, цена/штуку, и их можно заказать много, объединив в кластер. С FPGA это будет невыгодно.

Цена значит
А сколько по вашему должен стоить 1 ASIC чтобы вам было выгодно?
Ну и вопросы на засыпку:
- сколько в год стоит одна лиценизия на Cadence SoC Encouner например?
- сколько стоит заказать розработку у стороннего разработчика?
- сколько стоит подготовка производства (набор масок, переделка линии тестового оборудования...) и т.п.?

[Victor®]

Есть, но сделать кластер из этих FPGA у меня явно не хватит денег - да и не для этого они. Насчёт контролировать в FPGA расположение элементов - вы правы, надо глубже вникнуть в вопрос.
Основной смысл ASIC - что они дешёвые, цена/штуку, и их можно заказать много, объединив в кластер. С FPGA это будет невыгодно.

Они дешевые, когда их уже "кто-то" сделал в партии 100.000 +

[Зарастро]

Цена значит
А сколько по вашему должен стоить 1 ASIC чтобы вам было выгодно?
Ну и вопросы на засыпку:
- сколько в год стоит одна лиценизия на Cadence SoC Encouner например?
- сколько стоит заказать розработку у стороннего разработчика?
- сколько стоит подготовка производства (набор масок, переделка линии тестового оборудования...) и т.п.?

По-поводу лицензии уже писал, про чёрный флаг.
Порядка 10-20 $, в эту сумму уже включена стоимость подготовки производства и учёт размера партии.
Заказ разработки меня не интересует, это не промышленное производство управляющих устройств к микроволновкам, занимаюсь сам, без дальнейшей реализации, для внутренних нужд. Подготовка - да, внушительно, но тестовые образцы возможно изготовить в местном НИИ.

Да и возможности при реализации ASIC куда шире, чем использование готовых вентильных матриц. В частности - теплоотдача и размеры, очень актуальные, если в дальнейшем элементы планируется интегрировать кластерами.

Сообщение отредактировал Зарастро - Jan 8 2014, 16:16

[Torpeda]

По-поводу лицензии уже писал, про чёрный флаг.
Порядка 10-20 $, в эту сумму уже включена стоимость подготовки производства и учёт размера партии.
Заказ разработки меня не интересует, это не промышленное производство управляющих устройств к микроволновкам, занимаюсь сам, без дальнейшей реализации, для внутренних нужд. Подготовка - да, внушительно, но тестовые образцы возможно изготовить в местном НИИ.

Да и возможности при реализации ASIC куда шире, чем использование готовых вентильных матриц. В частности - теплоотдача и размеры, очень актуальные, если в дальнейшем элементы планируется интегрировать кластерами.

Учтите, без лицензий на тулзы фабы ничего не делают...

10$-20$ -это за штуку похоже... не понял сразу... подумал 20К$ за маски...

Всётаки какие расходы на подготовку производства включены?
для ваших 500МНц - 90нм надо а то и меньше... тут уже и пара соо тищ $ только на маски...

Если образци в НИИ, а производство где? По той-же технологии?

[Зарастро]

Учтите, без лицензий на тулзы фабы ничего не делают...

10$-20$ -это за штуку похоже... не понял сразу... подумал 20К$ за маски...

Всётаки какие расходы на подготовку производства включены?
для ваших 500МНц - 90нм надо а то и меньше... тут уже и пара соо тищ $ только на маски...

Если образци в НИИ, а производство где? По той-же технологии?

Расходы были среднепотолочные, стоимостью производства, в нюансах, не интересовался. НИИ позволяет выпускать от 65 нм, думается найти производителя, в наш, 14 год, не составит труда. Насчёт лицензии - этот вопрос решим, научными способами, так сказать.

Ну, часть вопросов решилась, спасибо за советы, начал таки с ПЛИСа, часть создания и испытания алгритмов практически завершена. Кто имел опыт работы с Quartus II ACDS, используя оригинальные ПЛИСы - какое расхождение между ожидание/реальность можно получить ? При эмуляции, ясное дело. Интересует теплоотдача, прежде всего.

Сообщение отредактировал Зарастро - Jan 8 2014, 17:38

[krux]

Они дешевые, когда их уже "кто-то" сделал в партии 100.000 +

золотые слова.

вот стоимость изготовления масок.

вам нужен 130 а то и 90нм техпроцесс.
это сумма за подготовку к производству, т.е. за неё вам даже ни одного чипа не сделают.
делать будут пластину целиком и вы должны будете купить все чипы с этой пластины, включая негодные.
процент выхода годных зависит от размера чипа и сложности/корявости разводки GDSII, иногда даже на небольших чипах бывает выходит всего 30% годных

Вам всё правильно подсказывают, не загоняйтесь, пишите под FPGA.

[KMC]

Кластеры, криптография, энергоэффективность, нежелания проектирование под ПЛИС. Задачи свойственные bitcoin-майнерам и им подобным схемам.Вот здесь есть кое-какие интересные цифры по стоимости производства и энергоэффективности (задачи-то у вас схожие) ссылка.
Производство же через НИИ тоже, кстати, не такое дешовое. Несколько лет назад кв.мм. на 90 нм стоил что-то около 5-10 тыс. $.Но надо понимать, что максимум, что вы получите через всевозможные учебные программы и НИИ - это несколько десятков образцов из MPW.Если надо больше (хочется же ASIC за 10$). То суммы для 90 нм ориентировочно (а это почти у всех уже 300мм):

• фотошаблоны (200-500 тыс $)
• стоимость партии (мин около 25 пластин - от 50-75 тыс $)
• + сопутствующие услуги фабрики, резка, утонение, корпусирование, тестирование и т.д.

Вот теперь и посчитайте, сколько надо продать ASIC, чтобы стоимость их была по 10-20 $.И еще - по статистике для цифрового дизайна (имеются ввиду профессиональные дизайн-центры) необходимо в среднем 2 итерации производства до выхода рабочего изделия (коммерческого).

[Зарастро]

Кластеры, криптография, энергоэффективность, нежелания проектирование под ПЛИС. Задачи свойственные bitcoin-майнерам и им подобным схемам.Вот здесь есть кое-какие интересные цифры по стоимости производства и энергоэффективности (задачи-то у вас схожие) ссылка.
Производство же через НИИ тоже, кстати, не такое дешовое. Несколько лет назад кв.мм. на 90 нм стоил что-то около 5-10 тыс. $.Но надо понимать, что максимум, что вы получите через всевозможные учебные программы и НИИ - это несколько десятков образцов из MPW.Если надо больше (хочется же ASIC за 10$). То суммы для 90 нм ориентировочно (а это почти у всех уже 300мм):

• фотошаблоны (200-500 тыс $)
• стоимость партии (мин около 25 пластин - от 50-75 тыс $)
• + сопутствующие услуги фабрики, резка, утонение, корпусирование, тестирование и т.д.

Вот теперь и посчитайте, сколько надо продать ASIC, чтобы стоимость их была по 10-20 $.И еще - по статистике для цифрового дизайна (имеются ввиду профессиональные дизайн-центры) необходимо в среднем 2 итерации производства до выхода рабочего изделия (коммерческого).

Спасибо за ответ ! Да, что-то отдалённо похожее на bitcoin майнинг, но с немного большими затратами умственных усилий на оптимизацию алгоритмов, некоторыми математическими решениями, куда большей сложностью и иной сферой применения.
Через НИИ - я свободно могу ограниченую серию получить, но это, как выяснили, не то. Сумма существенна, посему сейчас реализую вариант на ПЛИС, благо затраты минимальные, потом будет яснее.

Сообщение отредактировал Зарастро - Jan 8 2014, 20:55

[BarsMonster]

Если вы решили первыми сделать для лайткоинов / scrypt - то уже поздно. Вы только начинаете, а конкуренты уже давно работают.

[Fat Robot]

Это же классная идея сделать такую коробочку. стоит эта коробка дома в углу, жужжит, лампочками мигает. Одним проводом эта коробка подключена в розетку к 220В, а другим прямиком к банковскому счету по RJ45 и протоколу tcp/ip. И пока коробка жужжит, сумма на банковском счете пухнет. И делать почти ничего не надо: пей чай, на лампочки поглядывай, за проводами следи и фантазируй, как богатство тратить будешь.

мне интересно, вот человек, который с одной стороны сумел разобраться в технической подоплеке этих койнов и рассуждает про asic-fpga, а с другой стороны искренне верит в вышеприведенную фабулу... что у него в голове? какое образование? какие книги он читает? какое кино смотрит? какие лекарства принимает? не, серьезно.. ведь, судя по форуму, число таких акул коробочного бизнеса и одновременно просто очень умных людей неуклонно растет. может с экологией что-то не так?

чудно все это.

[alexPec]

Это же классная идея сделать такую коробочку. стоит эта коробка дома в углу, жужжит, лампочками мигает. Одним проводом эта коробка подключена в розетку к 220В, а другим прямиком к банковскому счету по RJ45 и протоколу tcp/ip. И пока коробка жужжит, сумма на банковском счете пухнет. И делать почти ничего не надо: пей чай, на лампочки поглядывай, за проводами следи и фантазируй, как богатство тратить будешь.

На сколько я знаю, не так то просто сделать чтобы даже электричество, потраченное на вычисления, окупилось этими биткоинами. Я думаю специальная это фишка биткоины и нужны они чтобы выделить тех кто сделал технологические/алгоритмические прорывы. Пока их у всех понемногу - все спокойно, как у кого-то больше стало - будут под того копать, что, откуда и т.д. Так что халявы вряд ли дождемся. За миллион все таки придется вспотеть ))

ведь, судя по форуму, число таких акул коробочного бизнеса и одновременно просто очень умных людей неуклонно растет

Вот это действительно странно, вроде умные люди... А вот просто интересно, кто-то сколотил на этом состояние?

[Fat Robot]

Угу.. скоро, похоже, включат их в программу специальной олимпиады.

специальная это фишка биткоины

Я интересовался здесь
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...115920&st=0

1 (один) специалист ответил, что реально занимался вопросом c неудовлетворительным, по его мнению, результатом. но может есть, конечно, подпольные миллионеры-молчуны.

мое подозрение, что биткойн это не более чем хорошая тема для бесед в косметическом салоне. что, однако не исключает изобилие зачарованных прохожих, которые на разных интернет-форумах, посвященных электро-движущим силам повторяют одну и ту же мантру: asic-fpga-hash-fork-gpu-sha-перегревается.. их бы энергию, да в мирных целях

А вот просто интересно, кто-то сколотил на этом состояние?

[digital]

Вот это действительно странно, вроде умные люди... А вот просто интересно, кто-то сколотил на этом состояние?

суммарный объем денежной массы битиков около 2млрд$, есть кучка миллионеров, никто (ну кроме их жадности) пока не мешает выводить бабло, но кого я знаю, вовлечены в эту гонку и на всю прибыль покупают еще круче железо,

как и в золотую лихорадку, поднимались в основном не золотоискатели, а те кто обеспечивал им орудия труда или помогал тратить их бабло.

Это же классная идея сделать такую коробочку. стоит эта коробка дома в углу, жужжит, лампочками мигает. Одним проводом эта коробка подключена в розетку к 220В, а другим прямиком к банковскому счету по RJ45 и протоколу tcp/ip. И пока коробка жужжит, сумма на банковском счете пухнет. И делать почти ничего не надо: пей чай, на лампочки поглядывай, за проводами следи и фантазируй, как богатство тратить будешь.

угу, только бабло снимают только те кто первые запустили, либо те кто первым продали, потом (буквально 2-4 месяца) все это железо можно выкидывать в помойку, либо продать тем кто считать не умеют, профит.

[Fat Robot]

Чтобы самому лучше понимать идею биткойнов, попытаюсь извлечь из вашего содержательного ответа основные тезисы:

- объем денежной массы
- кучка миллионеров
- бабло
- прибыль
- золотоискатели
- бабло
- бабло
- в помойку
- профит

Ну теперь всё более-менее встало на свои места.

[alexPec]

Цитата(digital @ Jan 25 2014, 13:28) *
- объем денежной массы
- кучка миллионеров
- бабло
- прибыль
- золотоискатели
- бабло
- бабло
- в помойку
- профит

Да уж, от души посмеялся

[digital]

Чтобы самому лучше понимать идею биткойнов, попытаюсь извлечь из вашего содержательного ответа основные тезисы:



Ну теперь всё более-менее встало на свои места.

Ну в общем вы конечно правы , это бабло и ради бабла, как говоритсья ничего личного