🛠️ 02_sky130_pdk_setup

Sky130 PDK セットアップ（詳細版）
Sky130 PDK Setup with volare (Enhanced Version)

📘 概要｜Overview

本節では、OpenLane・ngspice・Magic/Netgen 向けに
SkyWater Sky130 PDK を volare で完全セットアップする手順をまとめます。

This section explains how to fully install and enable the SkyWater Sky130 PDK
using volare for OpenLane, ngspice, and Magic/Netgen workflows.

✅ 1. volare のインストール｜Install volare

volare は Sky130 PDK の 取得・バージョン管理ツールです。
volare manages PDK fetching and version control.

✅ pip でインストール

pip install volare

✅ 2. Sky130A PDK の取得｜Download Sky130A PDK

OpenLane 2024 以降は volare の使用が事実上の標準。
For OpenLane 2024+, volare is the recommended method.

✅ 最新安定版の取得

volare enable sky130A

✅ 特定バージョンを取得する場合

volare enable sky130A <commit_hash>

✅ 3. PDK の配置パス｜PDK Installation Path

Linux / WSL2 の標準位置：

$HOME/.volare/sky130A/

OpenLane が参照する場所：

/pdks/sky130A/

必要に応じてコピー：

mkdir -p ~/openlane/pdks
cp -r ~/.volare/sky130A ~/openlane/pdks/

✅ 4. PDK 内容の確認｜Check PDK Contents

以下の重要ファイルが存在すること：

種類 / Type	パス例 / Example Path
Magic Tech	`libs.tech/magic/sky130A.tech`
SPICE models	`libs.tech/ngspice/*.spice`
Netgen setup	`libs.tech/netgen/sky130A_setup.tcl`
GDS libs	`libs.ref/gds/`

確認コマンド：

ls ~/openlane/pdks/sky130A/libs.tech/magic

✅ 5. ngspice でモデル読み込み｜Using SPICE Models

SPICE ファイルで以下を追加：

.include "/pdks/sky130A/libs.tech/ngspice/sky130.lib.spice"

FET モデル例：

.include "/pdks/sky130A/libs.tech/ngspice/models/sky130_fd_pr__nfet_01v8.spice"

✅ 6. OpenLane での利用｜Use with OpenLane

OpenLane 実行時の環境設定：

export PDK=sky130A
export PDK_ROOT=/pdks

Docker 版の例：

docker run --rm -it \
  -v "$HOME/openlane/pdks":/pdks \
  -v "$HOME/openlane/designs":/openlane/designs \
  -e PDK=sky130A \
  -e PDK_ROOT=/pdks \
  efabless/openlane:2024.09.11 bash

✅ 7. Mermaid 図で理解｜PDK Setup Diagram

graph TD
    A[📦 volare<br>PDK Manager] --> B[⬇️ sky130A PDK Download]
    B --> C[🧱 OpenLane<br>Digital Flow]
    B --> D[🧪 ngspice Models<br>SPICE Simulation]
    B --> E[📏 Magic/Netgen<br>DRC/LVS Libraries]

    style A fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0,stroke-width:2px
    style B fill:#f1f8e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px
    style C fill:#ede7f6,stroke:#4527a0,stroke-width:2px
    style D fill:#fff3e0,stroke:#ef6c00,stroke-width:2px
    style E fill:#fce4ec,stroke:#c2185b,stroke-width:2px

✅ 8. チェックリスト｜Setup Checklist

チェック項目 / Item	OK?
volare が正常動作	✅
sky130A PDK が enable 済み	✅
Magic tech ファイルが存在	✅
ngspice モデルが読み込み可	✅
OpenLane で PDK が認識される	✅

✅ 9. トラブル対処｜Troubleshooting

⚠️ PDK が見つからない（OpenLane 内）

→ -e PDK_ROOT=/pdks の指定忘れ。

⚠️ Magic が minimum.tech を読み込んでしまう

→ tech を明示する：

magic -T /pdks/sky130A/libs.tech/magic/sky130A.tech

⚠️ ngspice がモデルを読まない

→ .include の絶対パスを使う。

👤 Author

三溝真一（Shinichi Samizo）
GitHub: https://github.com/Samizo-AITL