Tampereen piirisuunnittelun SoC Hub -hankkeessa on saatu ensimmäinen RISC-V- ja DSP-ytimiä sisältävä järjestelmäpiiri tuotantoon. Vastaavia on tulossa vielä kaksi lisää ja niidenkin valmistuksesta vastaa belgialainen IMEC yhteistyössä maailman suurimman siruvalmistaja TSCM:n kanssa.

Tampereen yliopiston ja Nokian koordinoima Soc Hub – hanke käynnistettiin viime vuonna. Projektissa on tehty yritysten kanssa merkittävää yhteiskehitystyötä, joka ulottuu perinteistä tutkimusprojektia syvemmälle.

’’Piirin tekemisessä on käytetty samoja menetelmiä kuin teollisessa tuotannossa. Näitä ovat esimerkiksi massatuotannon testattavuussuunnittelu, erittäin kattava varmennus sekä keskittyminen järjestelmätason integraatioon yksittäisten moduulien sijaan’’, kertoo järjestelmäpiirisuunnittelun työelämäprofessori Ari Kulmala Tampereen yliopistosta.

Kulmalan mukaansa valmis piiri on mahdollista antaa ulkopuolisille tahoille koekäyttöön, sillä se sisältää kehitysalustan ja hyvät integrointimahdollisuudet muihin järjestelmiin. Projektin yksi avaintavoite on mahdollistaa erittäin nopea prototyypitys uusille ideoille esimerkiksi IoT-, koneoppimis- tai 5G- ja 6G-teknologioissa piille saakka vietynä.

Nyt valmiiksi suunniteltu Ballast-piiri on yksi kolmesta piiriratkaisusta, jonka valmistuksesta huolehtii belgialainen IMEC yhdessä taiwanilaisen TSMC:n kanssa.

Prosessina on 22 nanometrin Ultra Low Leakage-linja. Piiri sisältää useita erilaisia RISC-V prosessoriytimiä, DSP- ja koneop pimiskiihdyttimiä sekä laajennusrajapinnan FPGA-kiihdyttimelle.

’’Ballastin suunnitteluun osallistui merkittävä määrä uransa alkuvaiheessa olevia tekijöitä, jotka pääsivät käyttämään yliopiston kursseilla oppimiaan taitoja teollisen mittakaavan piirillä’’, kertoo tietotekniikan yksikön päällikkö Timo Hämäläinen.

Itse piirikehityksen lisäksi projektin ensimmäisessä vaiheessa tehtiin merkittävä työ myös konsortion muodostamisessa sekä tarvittavien ohjelmistojen ja lisenssien sopimisessa. Piirejä varten on toteutettu laaja ohjelmistotuki sisältäen ohjelmistotestauksen, laiteajurirajapinnat ja tuen  ohjelmistokehitystyökaluille. Piirillä voi ajaa yhtä aikaa reaaliaika- ja Linux-käyttöjärjestelmiä.

Projektia johtavien Tampereen yliopiston ja Nokian lisäksi hankkeen yrityspartnereihin kuuluvat CoreHW, VLSI Solution, Siru Innovations, TTTEch Flexibilis, Procemex, Wapice ja Cargotec. Rahoittajana toimii Business Finland.

Lisää: Aiemmat uutiset SoC Hubin toiminnta (LINKKI) Uusiteknologia.fi:ssä.

Kuvituskuvat: Soc Hub/Tampereen yliopisto.