「揚げて炙ってわかるコンピュータの仕組み」の舞台裏

Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
「揚げて炙ってわかる
コンピュータの仕組み」
の舞台裏
秋田純一（金沢大）
@akita11
#分解のススメ
（第5回）

2020/8/19 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
自己紹介（その１）
’70 名古屋生まれ
小4のころから、ハンダの煙で育つ
東京で大学→大学院
D論：低消費電力な4進木読み出しイメージセンサ
金沢大（’98～’00・’04～）
現：理工学域電子情報通信学類
※融合学域（専任）に異動予定
公立はこだて未来大（’00～’04）
‘95-’00: 計画策定委員として、
大学の策定に関わる
（はこだて未来大のHPより）

研究内容（概要）
集積回路
特に（機能つき）イメージセンサ
＋集積回路を使うデバイス・システム
ユーザインタフェース・インタラクティブシステム
（人間相手の機械）
集積回路（イメージセンサ）のレイアウト図
（プロッタ出力して目視チェック）
基板設計
研究室（実験室）

自己紹介（その２）
Maker、ハンダテラピスト
好きな半田はPb:Sn=40:60
好きなプロセスはCMOS0.35μm
好きなICパッケージはDIP8ピン
Maker（広い意味での「ものづくり」）
Makerイベントの運営などのコミュニティ活動
NT金沢の企画・運営（6月末頃＠金沢駅地下広場）
電子工作関連ガジェットの企画・設計・販売
本の著者紹介には
60:40とありますが
訂正お願いします！
本の著者紹介に
書き忘れたので
追記お願いします！

チップを炙って晒していたら・・・

本になってしまった
あと、いろんな人が「炙っ
て」と古いガジェットをくれ
る
教訓：ネタを晒しておくと、
拾ってくれる人がいる
技術評論社の傅さん、
ありがとうございます
（実は数年前に別の出版
社に企画を持ち込んでボ
ツになった内容）

正誤表
40:60
https://suzuri.jp/yamac/4566465/t-shirt/l/applegreen
・好きなICパッケージはDIP8ピン ←追加

好きなICパッケージはDIP8ピン
マイコン／オペアンプ／555で属性が分かれる
とも
https://www.youtube.com/watch?v=4ZE9st9IJRo
https://www.nicovideo.jp/watch/sm25650867

※私のオリジナルではありません
基板揚げの先人：ぱ研（現在は閉鎖中）

※私のオリジナルではありません
https://www.nicovideo.jp/watch/sm7881602
チップ炙りの先人：rerofumiさん

こんな本です
コンピュータが進化して複雑になってきた
「わからない」という不安・あきらめ
高度に進化した科学技術は魔法と区別がつかない
「わかると、より楽しい」
必要ならば中を理解できる
必要ならば改造できる

Contents（前半）
コンピュータを、
・上から下へ
・下から上へ

こんなイメージ？：Powers of Ten

勝手に親近感
分解という道具をもつ
＝世界の理解
分解することで
「いじれる」
＝脱ブラックボックス

コンピュータの歴史と階層構造

コンピュータの階層構造
電子回路→コンピュータの継続性
ハードウエア＝回路
ソフトウエア＝プログラム
本来はつながっている知識学問体系

コンピュータの歴史と半導体
(1946)
真空管: 18,000本
消費電力: 140kW
サイズ: 30m×3m×1m
演算性能: 5,000加算/s
（ENIAC：世界最初のコンピュータ）
(2007)
最小加工寸法: 0.065μm(65nm)
素子数: ～50,000,000
消費電力: 100W～数mW
サイズ: 10mm×10mm程度
演算性能: 10,000,000,000演算/s
(1960)集積回路（ＩＣ）の発明

コンピュータの歴史の２つの側面
DEC VAX(1976)
1MIPS
Cray-1 (1978)
100MIPS
MIPS：Million Instruction Per Second （１秒間に実行できる命令数）
（世界最初のスーパーコンピュータ）
「世界トップの高速化」＋「身近なものにも高速化の恩恵」の２つの側面がある
20000MIPS
10MIPS
100MIPS
20MIPS
20000MIPS
109MFLOPS

コンピュータの「使い方」の変化
国に１台／会社に１台個人で１台（PC）一人で何台も
仕事・勉強の道具国・会社のプロジェクト
コミュニケーション
・遊びの道具
＞１億円１０〜１００万円数万円
身の回りに無数
存在に
気づかない
〜１００円
大昔のコンピュータ一昔前のコンピュータ今どきのコンピュータ
コンピュータの利用場面（アプリケーション）が広がった

集積回路（ＩＣ）の発明
US Patent No. 2 981 877 (R. Noyce)
(1961)
US Patent No. 2 138 743 (J. Kilby)
(1959)
電子回路を半導体（ケイ素＝シリコン）に作り込んだもの
※IC = Integrated Circuit

半導体→トランジスタ→集積回路
ref: http://imasaracmosanalog.blog111.fc2.com/category33-1.html
A X
X=not A
A X

ＩＣの進化の歴史：Mooreの法則
ref: http://www.intel.com/jp/intel/museum/processor/index.htm
傾き：×約1.5/年
年を追って、複雑・高機能な集積回路がつくられるようになった
※G.Moore （インテルの創業者の一人）
G.Mooreが1965年に論文[1]で述べる→C.Meadが「法則」と命名→「予測」→「指針（目標）」へ
G.E.Moore, "Cramming more components onto integrated circuits," IEEE Solid-State Circuit Newsletter, Vol.11, No.5, pp.33-35, 1965.

Mooreの法則のカラクリ：スケーリング
集積回路の部品（MOSトランジスタ）を、同じ形状で、
より小さく作ると・・・？
寸法: 1/α
不純物濃度: α
電源電圧: 1/α
p-Si
S DG
n-Sin-Si
p-Si
S DG
n-Sin-Si
L
R.H.Dennard et al., "Design of ion-implanted MOSFET's with very small physical dimensions," IEEE J.of SSC, Vol.9, No.5, pp.256-268, 1974.
MOSトランジスタの断面構造
※正確には、S−D間の電界強度を一定のまま、サイズを小さくする
E = V / d → V→V/α＆d→d/α → E = (V/α) / (d/α) = V/d （一定）

スケーリングの効果
効果：いいことばかり
速度↑
消費電力↓
集積度（機能）↑
技術が進むべき方向性が極めて明確なまれなケース
例：クルマの性能は・・・？
p-Si
S DG
n-Sin-Si
p-Si
S DG
n-Sin-Si
L
• 素子面積：1/α2
• 素子密度：α2
• 電流I：1/α （←電圧：1/α）
• 容量C：1/α （←C=εS/d, S：1/α2, d：1/α）
• 抵抗R:α （←R=ρL/S, S：1/α2, L：1/α）
• 回路遅延：1/α （←E:一定, S-D間:1/α）
• 消費電力：1/α2 （←V:1/α, I:1/α）
• 配線遅延時間CR：1 （変わらない）
※MOSトランジスタを
上から見たところ
（素子1個の専有面積）

般若心経だと・・・
1um
0.8um
0.5um
0.35um
18ヶ月
18ヶ月
18ヶ月
同じ用紙サイズなら文字数2倍
＝機能2倍

般若心経だと・・・（その２）
1um
18ヶ月
18ヶ月
0.5um
0.8um
同じ内容なら用紙サイズ1/2
＝コスト1/2

（おまけ）
https://booth.pm/ja/items/1247719
https://booth.pm/ja/items/1226529

Mooreの法則のわかりやすい例
マイコン（ATmega328P/PB）の例
機能：ATmega328P ＜ ATmega328PB（上位互換）
価格：ATmega328P ＞ ATmega328PB（30%安価）
0.6umくらいだと、製造コストはほぼチップ面積
ATmega328P（1.2umルール？） ATmega328PB（0.6umルール？）
詳細：http://ifdl.jp/blog/?p=1197

MOSトランジスタの微細化の歴史
微細化するほど
メリットがある
＝がんばって微細化
そろそろ「原子」が
見えてきている
「お金がからむと
技術は進む」
ref: 日経BP Tech-On! 2009/03/30の記事
L=20nm（いま）
L=5nm（2020年ごろ予定）

Mooreの法則の意味するところ
誰も損をしないトレードオフのない進化
性能↑
消費電力↓
コスト↓
言い換えれば、全ては「ゼロ」に向かう
チップ面積、価格
だからこそ、「価値」を探すことが必要
価値のためには面積が必要
Ref: #分解のススメ 4：清水洋治氏（テカナリエ）
https://www.youtube.com/watch?v=C1NGYSLoi6Y

最近のCPU（※イメージ）
Intel Core i7 (2008)トランジスタ（素子）数～10億個
cf: 地球の人口～70億人、中国の人口～13億人

最近のソフトとハードの関係
学問体系レベル・実務レベル
ソフト＝プログラミング→ネットワーク
ハード＝電子回路→コンピュータアーキテクチャ
学問体系として分かれつつある（←複雑化）

似た現象？：化学〜生物学・医学
化学〜生物学・医学の学問体系
脳・知能
生物（多細胞生物）
細胞
タンパク質・DNA
分子・原子
化学と生物学をつなごうとする試み：
分子生物学、生物物理学、・・・
まだ成功はしていない
超えられない壁？

SW/HWが断絶した世界とは？
コンピュータの構成要素（トランジスタ）の「ガン化」
コンピュータ＝決定論的システム（動作結果は計画通り）
＝構成要素の完全動作が前提
微細化→量子効果等による動作の不確実性↑
「電流が流れないはず」のところで、流れる（ことがある）
現状では、製造技術や設計技術で、なんとか抑え込む
そろそろヤバい（回路が思うとおりに動かなくなる）
「ハード屋」の言い分：ソフトウエアでなんとかしてくれ
「ソフト屋」の言い分：ハードウエアでなんとかしてくれ
int i = 1;
int a = 1, b = 2;
c = a + b;
このプログラムで、
i=1, c = 3 とならない（かも）

どれくらいギリギリなのか？
S→Dに流れる電流を、Gに加える電圧でON/OFF
不安要因
製造ばらつき（設計通りの形状にならない）
不純物ばらつき（電気特性が設計通りにならない）
トンネル効果（OFFにしたつもりが電子が通り抜ける）
ref: https://slideplayer.com/slide/7843454/
Si原子（直径0.2nm）
×50
＝

コンピュータの中身が見えなくなる
https://hardware.srad.jp/story/18/05/25/0450230/
https://security.srad.jp/story/18/05/08/0919252/
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/
1806/15/news079.html
「正しく動作する」と
信じていたものが・・・

CPUを「つくる」ことでわかること
仕組みを理解できる
回路→頭脳につながる瞬間
「ヤバそう」ぐらいは
わかるかも
少なくとも中で何が起こって
いるか、は見えるはず
小規模：手設計でいけそう
大規模：どうやろう？

CPUをどう「つくる」のか？（１）
論理ICを並べて手配線→4bitくらい
さすがに手設計はこれぐらいが限界
HDLで書く→8bitくらい
PICくらいなら、慣れればできる
教科書的なRISCアーキテクチャ
ATtiny10のアーキテクチャ

CPUをどう「つくる」のか？（１）
IPをもってきてカスタマイズ→16bit以上
HDL等でCPUの「ソース」をもってくる
それを「コンパイル」して回路にする
周辺（タイマ等）は自分でカスタマイズできる
https://developer.arm.com/products/designstart
ARM Design Start
Cortex-M0/M3のソース
量産するときに課金
https://opencores.org/
OpenCores.org
各種MPU等のHDLソース
SHなどもある
RISC-V
オープンソース、
階層的なISA（命令セット）
各種実装あり

RISC-Vを「コンパイル」してみた
CMOS 0.6um 3Al
1.8x1.8mm
〜3k gate
subset of RV32I

Contents（後半）
分解の道具立て
（基板揚げ、チップ炙り）
コンピュータの再構成
道具になる半導体

基板を揚げる
要は、基板全体を、ハンダが溶ける温度に
保てば良い

※挿入実装と表面実装
図4.3

半導体チップはどこにある？
「電気で動くもの」には、だいたい入ってる
普通は黒いパッケージの中にあり、見えない
PlayStation2をバラした基板
コレ

中身が見える半導体チップ
UV-EPROM
WS2812
(NeoPixel)

チップを顕微鏡で見てみる
秋月のWS2812 WorldSemiでもらってきたWS2812

見えないチップはどうする？

半導体チップの取り出し方
濃硫酸・発煙硝酸に入れて加熱し、
パッケージを溶かす
どこのご家庭にもある道具・・・ねぇよ！

炙る
どこのご家庭にもあるBBQバーナー
（カセットコンロボンベ使用）

崩す
どこのご家庭にもある爪楊枝などで

拝む
どこのご家庭にもあるスマホのマクロ撮影で

分析する
詳しくはコチラ→https://note.mu/akita11/
一番細い配線パターンが見えた！
倍率をあげならが、
特徴ある形状を基準に
サイズを計測していく

分析（１）: ATmega328P/PB（１）
ATmega328P：ArduinoUNO等でおなじみ
ATmega328PB：↑の上位互換（UARTx2等）、安価

分析（１）: ATmega328P/PB（２）
ATmega328P
メタル間隔：1.8um
ATmega328PB
メタル間隔：0.6um
※0.6umプロセスあたり
までは5V動作OK
詳細は→https://note.com/akita11/

分析（２）: PL2303のニセモノ（Rev.C）
純正（たぶん）安っぽいマーキング

分析（２）: PL2303のニセモノ（Rev.A）
45円＠AliExp
マーク消し Aitendoで購入

分析（２）: PL2303のニセモノ（沼）
PL2303のニセモノ各種
@tomonさん提供
実はPL2303は、
FT232のピン互換・安価品
実はUSBシリアル変換ICは
ぜんぶマイコンなんじゃ？説(@Ohkiさん)

実はUSBシリアル変換ICは
ぜんぶマイコンなんじゃ？説（by @Ohkiさん）

より詳しく知りたい方は・・・
紹介記事→
https://medium.com/分解のススメ/techanalye-983589cb499d
購読申込→https://forms.gle/HWgLqhiG7Tr2YJLk6

コンピュータの再構成

コンピュータの動作と論理回路
RISC-Vを題材に、命令セットと制御の流れを
https://uzuarai.booth.pm/items/1572579

道具になる半導体

「マイコン」という概念
マイコン＝Micro-controller
/ Micro-computer
技術的には：枯れた技術の固まり
RISC, Flashメモリ, ...
ハーバードアーキテクチャ, …
使い方的には・・・？
「コンピュータ」が安く小さくなることの意義
単なる「安くて小さいコンピュータ」ではない
パラダイム（常識・概念）の転換（の可能性）
（Atmel ATtiny10データシートより）
（日立／Renesas H8/3048F）

コンピュータが「頭脳」から「部品」に
出典：ARM
機器の頭脳
関節ごとに小さい脳（神経節）
コンピュータが、システムの「主役」から「構成要素（部品）」になった
※基本的には「コンピュータ」だが、小型で安価

「Ｌチカ」から考える半導体
＝「LEDチカチカ」(LED Blink)
「LEDを点滅させる」こと
プログラミングにおける”Hello World”的なもの
（まず始めに試すやつ）

※ウソです
広辞林（第６版）より

日本工業標準調査会（JISC）
JIS規格一覧
※ウソです

PCで「Lチカ」・・・？
while(1){
a = 1;
sleep(1);
a = 0;
sleep(1);
}
「可能」ではあるが、「現実的」ではない

マイコン使用
部品点数＝１
コスト：100円
発振回路(555)
部品点数＝4
コスト：150円
「Lチカ」のパラダイムシフト
コスト面：マイコン○（「もったいなくない」）
機能面：マイコン○（多機能・仕様変更も容易）
while(1){
a = 1;
sleep(1);
a = 0;
sleep(1);
}
※さすがにPCではちょっと・・・
Mooreの法則の結果、コンピュータが「部品」になった例
昔のLチカ
今どきのLチカ
※マイコン=Micro Controller（小さなコンピュータ）

価格が起こしたパラダイムシフト
シリアル制御フルカラーLED“NeoPixel”
電源＋1本のシリアル制御線で複数制御
超安価 (～3円/pcs)
普通のLEDより安い
LEDディスプレイなど大量に使われるようになった
制御チップは1umルール程度（かなり安い）
Ref:https://news.nicovideo.jp/watch/nw4240213

半導体を「道具」として持つこと

集積回路（IC）は「道具」か？：調査
https://www.youtube.com/watch?v=A188CYfuKQ0
http://www.nicovideo.jp/watch/sm23660093
CMOS 0.18um 5Al
2.5mm x 2.5mm
RingOSC x 1001
T-FF (Div)
（※LSI＝集積回路のこと）

Lチカ動画：ニコ動でのコメント
 こっから？
 ニコ技界のTOKIO
 ゲートの無駄遣い
 ここから！！？
 ひでえ、勿体ない使い方wwwww
 マジかよ。レジストレベルの設計とか
ガチすぎる。
 無駄遣い過ぎるだろw
 贅沢というかなんというか
 え？まじでここからかよ」wwww」」
 IC版FusionPCB的なところが現れれば・・・
 (FPGAでは)いかんのか？
 俺はFPGAで我慢することにする
 いや、そこまでは必要ないです
 量産品すらFPGA使う時代に専用LSI・・・
 アマチュアはFPGAで良いんだよなぁ・・・w
「集積回路＝すごいことをやるためのもの」という意識

なんでこんなアホなことを？
LSIは「道具」になりきっているか？
オレLSI
「作る？ちょっとそこまでは・・・」「使うけど・・・」
他の技術はどうなってきたか？
コンピュータ：大型機→PC
マイコン：H8→Arduino
プリント基板：業務用→アマチュア
3Dプリンタ：業務用→フィギュア
動画編集：映画→YouTube/ニコ動

ムーアの法則がもたらしたもの(2)
LSI設計・製造コストの高騰
シャトル製造サービス〜$1k
製造初期コスト（マスク）〜$1M
設計ツール〜$1M
秘密保持契約（NDA; Non Disclosure Agreement）
: Priceless
製造工場〜$1G
cf:プリント基板製造（$10～）、Arduino（$10～）
cf: 設計CAD＆コンパイラ（IDE）（Free～）
「専用LSIつくってLチカ」ってもったいない＆無駄遣いすぎる

「道具」としての集積回路
「ハード」＝電子回路、プリント基板あたり
「集積回路（半導体チップ）」までは、なかなか
どうしても「今あるもの・使えるもの」を使う
カメラ、Kinect、マイコン、FPGA・・・
新技術で、一気にパラダイムが変わることがある
「集積回路をつくれる」という道具
＝「いまできること」という発想の縛りから開放
Depth画像
※昔は「可能だが高価」
→Kinect後は「誰でも使える」
→ユーザインタフェース界の革命

LチカLSI ver2（センサ）
タッチセンサ光センサ ※北九州学術研究都市共同研究開発センターの半導体試作施設において、
(一財)ファジィシステム研究所の協力の下、他大学学生のLSI製造演習として
試作されました
CMOS 2um 2Al
3.2mm x 3.2mm
https://www.youtube.com/watch?v=NN1wNf66vXw
http://www.nicovideo.jp/watch/sm24280073
CAD：フリーウエア(Inkscape)
製造：北九州の時間貸しクリーンルーム

センサを「つくる」
基本、物理法則に沿っていれば
「何でもできる」
微細構造、界面、・・・
ADCなどの信号処理回路も集積OK
逆に、自由度が高すぎて、難しい
電子回路
量子力学
電磁気学
・・・
ref: https://tech.nikkeibp.co.jp/dm/article/WORD/20090415/168824/

「自作Cortex-M0でLチカ」：やってみた
0: 23a0 movs r3, #160 ; 0xa0
2: 05db lsls r3, r3, #23
4: 4c0b ldr r4, [pc, #44]
6: 4f0c ldr r7, [pc, #48]
8: 2201 movs r2, #1
a: 601a str r2, [r3, #0]
c: 2500 movs r5, #0
e: 6025 str r5, [r4, #0]
10: 2600 movs r6, #0
12: 3601 adds r6, #1
14: 42be cmp r6, r7
16: d1fc bne.n 12 <main+0x12>
18: 3501 adds r5, #1
1a: 2dff cmp r5, #255 ; 0xff
1c: d1f7 bne.n e <main+0xe>
1e: 2200 movs r2, #0
20: 601a str r2, [r3, #0]
22: 25ff movs r5, #255 ; 0xff
24: 2600 movs r6, #0
26: 3601 adds r6, #1
28: 42be cmp r6, r7
2a: d1fc bne.n 26 <main+0x26>
2c: 3d01 subs r5, #1
2e: 2d00 cmp r5, #0
30: d1f8 bne.n 24 <main+0x24>
32: e7e9 b.n 8 <main+0x8>
34: 50000004
38: 0000270f
#define GPIO 0x50000000
#define PWMDUTY 0x50000001
#define WAIT 10000 // 3,000,000=0.3s / 256 -> 10,000
void main()
{
volatile unsigned int w;
volatile unsigned int d;
while(1){
*(volatile unsigned int *)GPIO = 0x0001;
for (d = 0; d < 256; d++){
*(volatile unsigned int *)PWMDUTY = d;
for (w = 0; w < WAIT; w++);
}
*(volatile unsigned int *)GPIO = 0x0000;
for (d = 255; d >= 0; d--){
*(volatile unsigned int *)PWMDUTY = d;
for (w = 0; w < WAIT; w++);
}
}
}
arm-gcc/gas
VerilogHDL
module imem(clk, addr, data2);
input clk;
input [31:0] addr;
output [31:0] data2;
reg [31:0] data, data2;
// 0x00000000 - 0x1fffffff : code (0x00000000-0x000000c0: int.vec.)
// code memory: little-endian (LSB=1st byte / MSB=2nd byte)
wire [31:0] addr2;
assign addr2 = {addr[31:2], 2'b00};
always @(addr2) begin
case (addr2)
32'h00000000 : data <= 32'h0020000; // insital SP
32'h00000004 : data <= 32'h0000101; // reset (bit[0]=T)
32'h00000100 : data <= {16'h05db,16'h23a0};
32'h00000104 : data <= {16'h4f0d,16'h4c0c};
32'h00000108 : data <= {16'h601a,16'h2201};
32'h0000010c : data <= {16'h6025,16'h2500};
32'h00000110 : data <= {16'h3601,16'h2600};
32'h00000114 : data <= {16'hd1fc,16'h42be};
32'h00000118 : data <= {16'h2dff,16'h3501};
32'h0000011c : data <= {16'h2200,16'hd1f7};
32'h00000120 : data <= {16'h25ff,16'h601a};
32'h00000124 : data <= {16'h2600,16'h6025};
32'h00000128 : data <= {16'h42be,16'h3601};
32'h0000012c : data <= {16'h3d01,16'hd1fc};
32'h00000130 : data <= {16'hd1f7,16'h2d00};
32'h00000134 : data <= {16'h0000,16'he7e8};
32'h00000138 : data <= 32'h50000004;
32'h0000013c : data <= 32'd1999;
default: data <= 32'h0;
endcase
end
always @(posedge clk) begin
data2 <= data;
end
endmodule
「Lチカ」＆「Lほわ」
Thumb命令
機械語の
プログラム

「Lチカ専用Cortex-M0」：設計してみた
CMOS 0.18um 5Al
0.55mm x 0.65mm
※このチップの設計は、東京大学大規模集積システム設計教育研究センターを通し、
日本ケイデンス株式会社、シノプシス株式会社研究センターの協力で行われたものです。
※このチップの設計で使用したライブラリは、京都大学情報学研究科田丸・小野寺研究室の
成果によるもので、京都工芸繊維大学小林和淑教授によりリリースされたものです。
※このチップの試作は、東京大学大規模集積システム設計教育研究センターを通し、
ローム(株)および凸版印刷(株)の協力で行われたものです。
Synopsys
Design Compiler
& IC Compiler
※クロック周波数＝10MHz

オレLSI：アナログLSI
アナログ回路の「部品」をつないで設計
CMOS 0.18um
1P5M
CMPx2+DFF+DisChgTr
本家とピン互換

オレLSI：AI向けも
AI/深層学習向けのプロセッサ
従来型の「ノイマン型コンピュータ」では苦手
いわゆるASIC（特定用途向けIC）だが、
少量多品種向け
GoogleのTPU (Tensorflow Processing Unit)の例
ref: https://news.mynavi.jp/article/20170411-tpu/2

オレLSI：IoT向けも
IoTは、本質的に「少量多品種」
使う場面ごとに、必要な機能・性能が異なる
情報処理のやり方も多様（端末側？サーバ？）
環境発電（太陽電池、振動発電など）など、
超低消費電力が必要な場面も多い
センサプロセッサ通信
記録電源

集積回路を「つくる」ためのハードル
設計CAD
市販の業務用CAD: 高すぎ、高機能すぎ
製造方法
高すぎ、時間かかりすぎ（1000万円・半年）
NDA（設計ルールなどのアクセス制限）が厳しすぎ
ユーザ・コミュニティ
参入障壁：現状は専門家ばかり
“How”の専門家は多いが、”Why/What”は皆無
いずれも、なんとかなりそう？

オレLSIをつくってみたい：実践
情報収集・整理
探せば、ないことはない
仲間さがし
やや古めのテクノロジで
NDAフリー
＆オープンソース
GitHubで回路をシェア
http://j.mp/make_lsi

・・・と思っていたら
NDA不要・オープンソースなチップ設計環境
やや議論が発散気味な印象だが、猛スピードで整備中
予定では11月に相乗り試作
「なんてNDAなしでできたんですかね？」
→「だって130nmなんて枯れた技術だし、
隠すより、エコシステム作ったほうがいいじゃん？」

チップを「つくる」
（イメージ：近い将来）
設計する（GDS形式）
データをupload
チップが届く
cf: プリント基板
設計する（gerber形式）
Webからデータをupload
基板が届く

1um？0.5in？いえいえ、けっこう使えます
1[um]/3Alプロセス・0.5inウエハに
Cortex-M0コアが4ショットは入る
カスタムなペリフェラル・アナログ・センサ・MEMS
の混載も（これが数万円&1週間@1個から）
※0.18[um]/3Alでの配置配線結果の
レイアウトデータ(GDS)を1/0.18=28倍に
拡大して作成

LSIが道具になるとは・・・
『３Ｄプリンタは、私たちに「何をつくりたいの
か」を問いかけているのです。』
あなたなら、何を作りますか？
いまのうちから、考えておいても
損はないはず。

おまけ
https://akita111.booth.pm/items/838270

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