Log
Notas y pruebas en sucio sobre las herramientas para diseño de chips (asic)
Quiero aprender a utilizar la herramienta magic, para el diseño de ASICs. Este es el repositorio de magic: https://github.com/RTimothyEdwards/magic
Se instala fácilmente utilizando la appimage de la última release. La que descargo es esta: Magic-8.3.681.20260807.4432d7ec-x86_64-EL10.AppImage
La copio al directorio Bin y la ejecuto
Aparece esto:
Son dos ventanas independientes, que las he puesto una encima de otra en el pantallazo
Escribo estos comandos:
box 0 0 20 10
paint ndiff
El primer comando se lo traga, pero con el segundo optengo este mensaje de error: Unrecognized layer: ndiff ...
Parece que el problema está que hay que arrancar magico de esta forma, indicando que se quiere usar la tecnología sky130A:
./Magic-8.3.681.20260807.4432d7ec-x86_64-EL10.AppImage -T sky130A test.mag
El mensaje de error que se obtiene ahora es:
Could not find file 'sky130A.tech' in any of these directories: [...]
OK.. tengo que instalar algo más... Parece que hay que instalar el open-pdk: https://github.com/fossi-foundation/open-pdks
Para instalarlo hay que compilar cosas... Estoy leyendo la información de su web: https://opencircuitdesign.com/open_pdks/ Mencionan que hay un gestor de paquetes, ciel para hacer más fácil su instalación. Este es su repositorio: https://github.com/fossi-foundation/ciel
Para instalar las herramientas necesarias voy a crear el entorno virtual de python asic:
obijuan@JANEL:~$ python -m venv $HOME/venv/asicEntramos en el entorno virtual:
obijuan@JANEL:~$ . $HOME/venv/asic/bin/activate
(asic) obijuan@JANEL:~$Instalamos ciel siguiendo las instrucciones:
(asic) obijuan@JANEL:~$ python3 -m pip install cielSe instala correctamente. Lo comprobamos:
(asic) obijuan@JANEL:~$ ciel --version
Ciel v2.6.1 ©2022-2025 Efabless Corporation and Contributors
Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
you may not use this program except in compliance with the License.
You may obtain a copy of the License at
http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
See the License for the specific language governing permissions and
limitations under the License.
(asic) obijuan@JANEL:~$Vamos a comprobar todos los pdks precompilados listos para instalar:
(asic) obijuan@JANEL:~$ ciel ls-remote --pdk-family sky130
Pre-built sky130 PDK versions
├── 026824c7969ce6f4fc9678e6ca04b0a06a596c4b (2026.08.04)
├── f6eeac7dad085ffcc829ccfd721f7b4ce39edcf7 (2026.07.14)
├── d658698bd8bcf4e05fc7b5991a701247ba0d744c (2026.07.04)
[...]Comprobamos los que están instalados:
(asic) obijuan@JANEL:~$ ciel ls --pdk-family sky130
No PDKs installed.
(asic) obijuan@JANEL:~$Ninguno. Vamos a instalar el último (2026.08.04). Hay que utilizar su hash:
(asic) obijuan@JANEL:~$ ciel enable --pdk-family sky130 026824c7969ce6f4fc9678e6ca04b0a06a596c4b
Version 026824c7969ce6f4fc9678e6ca04b0a06a596c4b not found locally, attempting
to download…
Downloading common.tar.zst… ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 100% 0:00:00
Downloading sky130_fd_io.tar.zst… ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 100% 0:00:00
Downloading sky130_fd_pr.tar.zst… ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 100% 0:00:00
Downloading sky130_fd_sc_hd.tar.zst… ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 100% 0:00:00
Downloading sky130_fd_sc_hvl.tar.zst… ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 100% 0:00:00
Downloading sky130_ml_xx_hd.tar.zst… ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 100% 0:00:00
Downloading sky130_sram_macros.tar.zst… ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 100% 0:00:00
Version 026824c7969ce6f4fc9678e6ca04b0a06a596c4b enabled for the sky130 PDK.
(asic) obijuan@JANEL:~$Ahora ya sí que aparece que tengo uno instalado:
(asic) obijuan@JANEL:~$ ciel ls --pdk-family sky130
In /home/obijuan/.ciel/ciel/sky130/versions:
└── 026824c7969ce6f4fc9678e6ca04b0a06a596c4b (2026.08.04) (enabled)
(asic) obijuan@JANEL:~$Ahora ya sí que está el fichero sky130A.tech en el directorio ~/.ciel/sky130A/libs.tech/magic
obijuan@JANEL:~/.ciel/sky130A/libs.tech/magic$ ls
bump_bond_generator generate_fill.py sky130A-BindKeys sky130A.tcl
check_antenna.py run_standard_drc.py sky130A-GDS.tech sky130A.tech
check_density.py seal_ring_generator sky130A.magicrc
obijuan@JANEL:~/.ciel/sky130A/libs.tech/magic$Voy a reproducir lo anterior, desde 0, con las herramientas ya instaladas. Partimos del directorio de este log
obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$Entramos en el entorno virtual: . $HOME/venv/asic/bin/activate
obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$ . $HOME/venv/asic/bin/activate
(asic) obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$Comprobamos que ciel sigue accesible:
(asic) obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$ ciel --version
Ciel v2.6.1 ©2022-2025 Efabless Corporation and Contributors
Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
you may not use this program except in compliance with the License.
You may obtain a copy of the License at
http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
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(asic) obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$Comprobamos que tenemos seleccionado e instalado sky130
(asic) obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$ ciel ls --pdk-family sky130
In /home/obijuan/.ciel/ciel/sky130/versions:
└── 026824c7969ce6f4fc9678e6ca04b0a06a596c4b (2026.08.04) (enabled)
(asic) obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$Lanzamos magic:
(asic) obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$ $HOME/Bin/Magic-8.3.681.20260807.4432d7ec-x86_64-EL10.AppImage -T sky130A test.mag
-- # Starting MagicEn la consola de magic sigue apareciendo este error:
loading history file ... 3 events added
Use openwrapper to create a new GUI-based layout window
Use closewrapper to remove a new GUI-based layout window
Magic 8.3 revision 681 - Compiled on Sat Aug 8 07:04:03 UTC 2026.
Starting magic under Tcl interpreter
Using Tk console window
Using TrueColor, VisualID 0x21 depth 24
Could not find file 'sky130A.tech' in any of these directories:
. $CAD_ROOT/magic/sys $CAD_ROOT/magic/sys/current
Failed to load technology "sky130A"
[...]
Main console display active (Tcl9.0.4 / Tk9.0.4)
% Ejecuto este comando, pasándole como argumento el fichero sky130A.magicrc
$HOME/Bin/Magic-8.3.681.20260807.4432d7ec-x86_64-EL10.AppImage -rc ~/.ciel/sky130A/libs.tech/magic/sky130A.magicrc
-- # Starting MagicSe lanza magic pero acaba muy rápidamente, y no me da tiempo a ver qué ha ocurrido
OK. Ya consigo lanzar magic con este comando. Hay que exportar la variable PDK_ROOT:
(asic) obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$ export PDK_ROOT=$HOME/.ciel
$HOME/Bin/Magic-8.3.681.20260807.4432d7ec-x86_64-EL10.AppImage -rc ~/.ciel/sky130A/libs.tech/magic/sky130A.magicrc test.mag
-- # Starting Magic
(asic) obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$Esto es lo que sale ahora:
Ahora ya podemos ver en la parte de la derecha todas las capas disponibles en sky130. Este es el log que sale en la consola de tcl, para tenerlo como referencia. No aparece ningún mensaje de error y termina con el prompt:
loading history file ... 3 events added
Use openwrapper to create a new GUI-based layout window
Use closewrapper to remove a new GUI-based layout window
Magic 8.3 revision 681 - Compiled on Sat Aug 8 07:04:03 UTC 2026.
Starting magic under Tcl interpreter
Using Tk console window
Using TrueColor, VisualID 0x21 depth 24
Processing system .magicrc file
Switching to WIRING tool.
Switching to NETLIST tool.
Switching to PICK tool.
Switching to BOX tool.
Sourcing design .magicrc for technology sky130A ...
2 Magic internal units = 1 Lambda
Input style sky130(): scaleFactor=2, multiplier=2
The following types are not handled by extraction and will be treated as non-electrical types:
ubm
Scaled tech values by 2 / 1 to match internal grid scaling
Loading sky130A Device Generator Menu ...
New windows will not have a title caption.
New windows will not have scroll bars.
New windows will not have a border.
Repainting console in magic layout window colors
Using technology "sky130A", version 1.0.588-56-g026824c
Root cell box:
width x height ( llx, lly ), ( urx, ury ) area (units^2)
microns: 0.010 x 0.010 ( 0.000, 0.000), ( 0.010, 0.010) 0.000
lambda: 1.00 x 1.00 ( 0.00, 0.00 ), ( 1.00, 1.00 ) 1.00
internal: 2 x 2 ( 0, 0 ), ( 2, 2 ) 4
Main console display active (Tcl9.0.4 / Tk9.0.4)
% Ahora es el momento de pintar una capa de difusión n. Ejecutamos estos comandos en la consola:
box 0 0 20 10
paint ndiff
En la consola de magic vemos esto:
% box 0 0 20 10
Root cell box:
width x height ( llx, lly ), ( urx, ury ) area (units^2)
microns: 0.200 x 0.100 ( 0.000, 0.000), ( 0.200, 0.100) 0.020
lambda: 20.00 x 10.00 ( 0.00, 0.00 ), ( 20.00, 10.00) 200.00
internal: 40 x 20 ( 0, 0 ), ( 40, 20 ) 800
% paint ndiff
Loading DRC CIF style
%
Ahora metemos la capa de polisilicio para hacer el mosfet n:
box 8 -5 12 15
paint poly
Con esto se supone que ya tenemos un mosfet n hecho (a falta de los contactos). Vemos que hay 6 errores de DRC...
Voy a empezar otra vez desde 0... a ver si consigo ir diseñando sin errores de DRC
(asic) obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$ $HOME/Bin/Magic-8.3.681.20260807.4432d7ec-x86_64-EL10.AppImage -rc ~/.ciel/sky130A/libs.tech/magic/sky130A.magicrc test1.mag
-- # Starting Magicok... tras trastear con magic ya parece que empiezo a entender un poco el funcionamiento. Voy a hacer un minitutorial, para ir aprendiendo
Arrancamos magic desde cero:
(asic) obijuan@JANEL:~/Develop/Learn-open-silicon/wiki/Log$ $HOME/Bin/Magic-8.3.681.20260807.4432d7ec-x86_64-EL10.AppImage -rc ~/.ciel/sky130A/libs.tech/magic/sky130A.magicrc
-- # Starting MagicSe nos abre esta pantalla gráfica, donde destacamos algunos elementos:
- DRC: Reglas de diseño. Inicialmente no hay diseño, y por eso no se están violando ninguna de las reglas de diseño
- Nombre del diseño actualmente cargado. Por defecto es UNLOADED
- Tecnología: Sky130A
- Bloque cursor: Zona del chip con la zona activa, donde afectarán los diferentes comandos que se usen
Una cosa muy importante es que los elementos de diseño dentro del chip siempre son zonas rectangulares. Por eso el cursor es un bloque, que puede tener las dimensiones que le demos, pero siempre es un rectángulo. No es posible crear otras geometrías diferentes a rectángulos
El bloque cursor lo vamos a nombre como la caja
Las unidades por defecto que vamos a utilizar son micrómetros (µm), que en magic se usa el prefijo um. Las dimensiones de la caja por defecto, la que aparece al inicio son de 0.010um x 0.010um
Para hacer zoom pulsamos en la tecla z. Vemos como la caja se ve más grande
Para alejar el zoom (zoom out) pulsamos shift-z
Podemos centrar la caja con la tecla ctrl-z
Todas estas opciones están disponibles también desde el menú windows
Antes de empezar a diseñar vamos configurar el grid. Pinchamos en windows y luego Set grid 0.05um. Con esto establecemos la resolución de la cuadrícula en 0.05µm (50nm)
Se activa automáticamente, y veremos la cuadrícula:
Si echamos el zoom hacia atrás vemos más cuadrículas
Hay un punto negro en la esquina inferior izquierda de la caja. Indica donde se encuentra el origen de coordenadas (0, 0)
Ahora pinchamos en la opción windows/Snap-to-grid-on para que la caja esté siempre sobre el grid
Si pinchamos en la opción Windows/Measure box o apretamos la tecla b, nos aparecerán las dimensiones de la caja actual en la ventana de texto:
Comprobamos que son de 0.05umx0.05um (una celda del grid)