Logik-Chips: Open-Source-FPGA mit 12-Nanometer-Technik

Für programmierbare Logikchips (FPGAs) braucht man oft proprietäre Software: OpenFPGA FROG soll das ändern und ist selbst offengelegt.

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OpenFPGA FROG

(Bild: LNIS/YouTube)

Von
  • Christof Windeck

Das "Laboratory for Nano Integrated Systems" der University of Utah (UofU LNIS) hat beim Chip-Auftragsfertiger Globalfoundries ein offengelegtes FPGA mit 12-Nanometer-Technik produzieren lassen. Um das "First Reconfigurable Open-source Gate-array" (FROG) zu programmieren, braucht man zudem keine proprietäre Software wie bei FPGA-Chips von AMD/Xilinx und Intel/Altera. Das LNIS legt vielmehr die nötigen Tools bei GitHub offen.

Zwar lassen sich etwa auch einige FPGA-Familien von Lattice und Xilinx mit freien Toolchains und EDA-Tools wie Yosys und ArachnePNR programmieren, doch viele der dazu nötigen Informationen stammen aus Reverse-Engineering-Projekten wie IceStorm, Trellis und X-Ray.

Auch das Design des OpenFPGA ist offengelegt und dokumentiert, weil es mit dem gleichnamigen automatischen "IP-Generator" erzeugt wurde. Der erzeugt die konfigurierbaren "Intellectual Property Blocks" (IP Blocks) des FPGA, die hier eine etwas schiefe Bezeichnung tragen, weil mit IP üblicherweise geschütztes und eben nicht frei nutzbares geistiges Eigentum gemeint ist.

Zur Entwicklung von OpenFPGA steuert das US-Department of Energy (DoE) DARPA-Fördermittel bei. FPGAs sollen helfen, die digitale Souveränität der USA bei Rüstung und kritischer Infrastruktur zu sichern. Globalfoundries fertigt FROG daher auch unter Bedingungen des Department of Defense Trusted Foundry Program.

In Deutschland fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms "Vertrauenswürdige Elektronik (ZEUS)" mehrere Projekte, darunter VE-HEP für das Design quelloffener Prozessoren.

Es gibt auch in Deutschland entwickelte FPGAs wie das Cologne Chip GateMate-FPGA, welches Globalfoundries mit 28-Nanometer-Technik produziert. Allerdings geht es dabei nicht um Open-Source-Hardware.

(ciw)