4.1 OpenLane導入とプロジェクト構成

Introduction to OpenLane and Project Setup

🎯 本節の目的｜Purpose of This Section

📝 日本語｜Japanese	📘 English
OpenLaneを用いた RTL-to-GDSII設計フローの全体像を把握する	Understand the overall RTL-to-GDSII flow using OpenLane
FSM・PIDモジュールごとの独立プロジェクト構成を準備する	Prepare individual OpenLane project setup per module
Sky130 PDKを利用した教育向け設計環境を構築する	Build an educational design environment with Sky130 PDK

🧰 必要な環境・ツール｜Required Tools and Environment

🔧 ツール｜Tool	📝 説明｜Description
Docker	OpenLane実行環境（Linux/Mac/WSL対応） Execution environment for OpenLane
OpenLane	自動配置配線ツール一式 Automated place-and-route toolset
sky130 PDK	SkyWater提供のオープンPDK（OpenLaneに同梱） Open PDK bundled with OpenLane
Git（任意）	設計資産のバージョン管理 Version control for design assets

✅ 推奨バージョン｜Recommended: OpenLane v2（v1でも可）

🛠️ OpenLaneのインストール手順｜OpenLane Installation Steps

# リポジトリのクローン
git clone https://github.com/The-OpenROAD-Project/OpenLane.git
cd OpenLane

# PDKを含めた初期化（Docker + PDK DL）
make

# GUI起動（任意）
make gui

💡 注意：初回DL時は 10〜20GBの空き容量と高速回線が必要です。

🧱 教材用プロジェクト構成｜Project Structure in This Course

教材では、以下のようにモジュール単位で分離した OpenLane プロジェクトを構成しています。
Each module is handled with an independent OpenLane directory as shown:

f_chapter4_openlane/
└── openlane/
    ├── fsm_engine/
    │   ├── config.tcl
    │   ├── floorplan.tcl（任意）
    │   └── src/
    │       └── fsm_engine.v
    ├── pid_controller/
    │   └── ...
    └── soc_top/
        └── ...

✅ 各プロジェクトは flow.tcl により個別に実行します。

⚙️ `config.tcl` 最低構成例｜Minimal Configuration Example

以下は FSM 用プロジェクトの config.tcl 最小構成例です：
Example config.tcl file for FSM project:

# openlane/fsm_engine/config.tcl

set ::env(DESIGN_NAME) fsm_engine
set ::env(VERILOG_FILES) [glob $::env(DESIGN_DIR)/src/fsm_engine.v]
set ::env(CLOCK_PORT) "clk"
set ::env(CLOCK_PERIOD) "10.0"

set ::env(FP_CORE_UTIL) 30
set ::env(PL_TARGET_DENSITY) 0.5

🔜 次節への導入｜Transition to Next Section

🚀 次節｜Next Section	📘 内容概要｜Overview
4.2 FSMモジュールの配置配線	FSMプロジェクトを使った OpenLane実行例（RTL-to-GDSII）を実演します。 We will demonstrate the RTL-to-GDSII flow using the FSM project.

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