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180納米工藝落后、但完全自主，100% 印度造 RISC-V SoC成功流片

2020-10-03 14:24:07 EETOP

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SHAKTI是Madras印度理工學院可重構智能系統工程（RISE）小組的第一個開源計劃，旨在開發第一個本地工業級處理器。SHAKTI計劃的目標包括構建開源的生產級處理器，完整的片上系統（SoC），開發板和基于SHAKTI的軟件平臺。該團隊的主要重點是開發SoC的體系結構研究，與SoC在面積，功耗和性能方面與市場上的商業產品相比具有競爭力。SHAKTI的所有源代碼都是根據加利福尼亞大學伯克利分校的經過修改的BSD許可證開源的。該項目由印度政府電子和信息技術部（MeITY）資助。

現在，SHAKTI團隊已經宣布了其第三款芯片：Moushik。該團隊解釋說：“ Moushik是一個處理器兼片上系統（SoC)，可以滿足快速增長的物聯網 IOT設備的需求，這些設備是數字印度智能城市不可或缺的一部分。微處理器芯片的制造涉的三個步驟：設計、制造和驗證測試-所有這些步驟都是完全在印度獨立完成的。”

隨著Moushik的啟動，與Arduino兼容的片上系統（SoC）以及該小組的第三次成功的流片，SHAKTI的免費開源硅項目已經達到了一個新的里程碑。

Moushik基于180nm工藝構建，在256引腳封裝中具有103個輸入/輸出（IO）引腳，并由SHAKTI E級RISC-V內核供電。CPU的運行頻率在75MHz至100MHz之間，而SoC包括許多通用外設，包括SDRAM控制器，I²C，四路SPI，模數轉換（ADC），UART和用于調試的JTAG。

完全本土化的開發過程的影響在于展示了印度的生態系統，該生態系統用于在該國內部設計，開發和制造端到端系統，從而實現自給自足。

Kamakoti教授進一步說，微處理器的設計，主板印刷電路板的設計，組裝和硅后啟動是在IIT Madras完成的。代工廠特定的后端設計和制造是在昌迪加爾(Chandigarh )的印度空間研究組織（ISRO）半導體實驗室進行的，而該主板的制造則在班加羅爾進行。

MOUSHIK的應用包括:

1.智能卡，包括信用卡，身份證，借記卡，地鐵旅行卡和駕駛執照
2.電子投票機（EVM）
3.辦公管理系統，包括出勤，監控攝像頭和安全鎖
4.個性化的健康管理系統
5.包括但不限于洗衣機和水泵監控系統在內的消費電子產品

Kamakoti教授列舉了這種自主開發的微處理器對印度的好處：

1. SHAKTI系列的第一個本地芯片是在2018年10月設計并啟動SHAKTI的。這是移動計算設備，嵌入式低功耗無線系統和網絡系統的基本構建模塊，除了減少了對通信和國防部門進口微處理器的依賴之外。

2. SHAKTI微處理器可以與國際標準同等地被他人使用。該系列微處理器具有為全球市場鋪平道路的潛力。

3.由于它是開源的，因此任何行業（包括新興企業）都可以根據自己的需要進行設計并對其進行自定義。2020年Swadeshi微處理器挑戰賽已由印度政府電子信息技術部發起，以鼓勵同樣的行動。

4.這種本土設計，開發和制造方法的另一個關鍵方面是減少部署可能被后門和硬件特洛伊木馬感染的系統的風險。當國防，核電設施以及政府機構和部門等戰略部門采用基于SHAKTI處理器的系統時，這一發展將具有重大意義。

MOUSHIK處理器芯片的技術參數：
-MOUSHIK芯片使用180納米技術制造
-芯片尺寸為5.315 X 5.155平方毫米
-具有103個I/O
-I256引腳CQFP封裝
-內核電壓-1.8v
-IO電壓 3.3v

-門計數 647k

-實例計數-210k

-DFT-掃描，JTAG

SHAKTI微處理器系統設計基于RISC-V ISA（指令集架構）。RISC-V是一種開放的免費ISA，通過開放標準的協作實現了處理器創新的新時代。ISA是一種編程語言或機器語言，它向處理器提供命令以指示其要執行的功能。