le="display: block;">隨著無(wú)線通信的普及,以及便攜設(shè)備中數(shù)字內(nèi)容消費(fèi)的興起,原始設(shè)備制造商(OEM)迎來(lái)了許多新的機(jī)遇,但同時(shí)也面臨著諸多系統(tǒng)設(shè)計(jì)新挑戰(zhàn)。對(duì)于便攜系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員而言,圍繞著他們的一項(xiàng)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),便是如何才能在持續(xù)集成更多系統(tǒng)功能的同時(shí),又能兼顧大眾市場(chǎng)的支付能力和人機(jī)工程學(xué)(ergonomics)？
OEM面臨的這些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)反過(guò)來(lái)又為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)一組新的發(fā)展動(dòng)力。這些系統(tǒng)的功能大部分集中在視頻、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)處理上面,為各項(xiàng)系統(tǒng)功能提供支持的處理單元都非常獨(dú)特。這樣一來(lái),片內(nèi)異構(gòu)多處理(heterogeneous multiprocessing)已經(jīng)取代上一代系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)中的單一嵌入式處理器實(shí)現(xiàn)方案,成為高性能SoC設(shè)計(jì)新的架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。從表面上看,這項(xiàng)轉(zhuǎn)變似乎很簡(jiǎn)單?，F(xiàn)今的SoC不再是只包含一個(gè)嵌入式處理器,已經(jīng)可以在片內(nèi)集成多種類型的處理元件,如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、圖形或多媒體引擎,以此更加高效地支持那些嵌入式處理器設(shè)計(jì)之初并沒(méi)有考慮到的操作。
但是,異構(gòu)多處理技術(shù)帶來(lái)了一種新的現(xiàn)象,將使OEM使用SoC的方式發(fā)生明顯改變。這種新現(xiàn)象是什么呢？它就是系統(tǒng)級(jí)差異從硬件轉(zhuǎn)向軟件。由于視頻、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜本質(zhì),SoC開發(fā)商正日益依賴于從外部獲得的(outsourced)處理單元和其它知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP),從而滿足其上市時(shí)間和價(jià)格點(diǎn)需求。因此,隨著各種系統(tǒng)功能被集成到單一設(shè)備之中,處理單元也可以方便地從市場(chǎng)上購(gòu)買,OEM發(fā)現(xiàn),靠硬件來(lái)突出產(chǎn)品特色將已經(jīng)變得日益困難。在這種情況下,算法和系統(tǒng)級(jí)軟件的差異化,將給OEM提供更多的獲勝機(jī)會(huì)。
由于實(shí)現(xiàn)差異化的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向軟件,具備高靈活性、使得OEM可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化的SoC的需求也就水漲船高。為了實(shí)現(xiàn)這種程度的靈活性,SoC開發(fā)商目前正在提高軟件的優(yōu)先級(jí),并且將重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)輸入輸出芯片以及在芯片內(nèi)如何傳輸方面。這就是片內(nèi)SoC互連總線的職責(zé)了。數(shù)據(jù)流對(duì)于保持SoC內(nèi)的各個(gè)處理單元處于最佳工作狀態(tài)而言非常重要,為的是使芯片能以最高性能工作,而且在用戶級(jí)提供恰當(dāng)?shù)臈l件訪問(wèn)。那些互連結(jié)構(gòu)就形成了OEM通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化的基礎(chǔ)。
這種現(xiàn)象的結(jié)果,就SoC數(shù)據(jù)流管理的復(fù)雜性呈指數(shù)級(jí)上升,構(gòu)思并維護(hù)一種互連策略已經(jīng)變得代價(jià)高昂。隨著芯片價(jià)格不斷下降及其生命周期的縮短,SoC開發(fā)項(xiàng)目如今面臨著這樣一個(gè)問(wèn)題:如何才能化解更高的設(shè)計(jì)復(fù)雜性,并高速高效地制造出靈活的芯片,從而使得投資回報(bào)率(ROI)足以滿足公司的業(yè)務(wù)要求？
答案就是將互連設(shè)計(jì)予以外包(outsource)。內(nèi)部團(tuán)隊(duì)能否在給定時(shí)間和資金條件下完成互連解決方案的設(shè)計(jì)已經(jīng)不再重要。正如設(shè)計(jì)一款嵌入式處理器已經(jīng)沒(méi)什么意義一樣,內(nèi)部開發(fā)并維持一個(gè)互連架構(gòu)的成本太高,風(fēng)險(xiǎn)太大。這樣一來(lái),SoC開發(fā)項(xiàng)目將不再必然伴隨著下述現(xiàn)象的出現(xiàn):應(yīng)對(duì)復(fù)雜性不斷上升所需的資金明顯增加、新產(chǎn)品可能延遲推出,以及在設(shè)計(jì)周期后期冒出來(lái)的差錯(cuò)或性能缺陷問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的故障或性能缺陷(設(shè)計(jì)復(fù)雜程度提高的結(jié)果)。
獲得市場(chǎng)認(rèn)證的第三方互連解決方案是可以買到的,它們可以提供必需的互連高級(jí)結(jié)構(gòu)特性和數(shù)據(jù)流服務(wù),以此來(lái)管理互連復(fù)雜性的增加。除了互連方案之外,市場(chǎng)上的一些工具也使得SoC開發(fā)商能夠在芯片開發(fā)之前,就實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的建模并生成管理方案,從而免除了SoC開發(fā)周期中關(guān)鍵路徑的互連設(shè)計(jì),并降低了進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)。在SoC實(shí)際開發(fā)出來(lái)之前就搞清楚互連架構(gòu)的實(shí)質(zhì)和范圍,也可以更好地適應(yīng)以后的市場(chǎng)需求變化及產(chǎn)品系列開發(fā)。
SoC互連設(shè)計(jì)外包是一種直接簡(jiǎn)單的措施,它可以用來(lái)有效地降低OEM將產(chǎn)品差異化的著力點(diǎn)轉(zhuǎn)向軟件這種現(xiàn)象給半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所帶來(lái)的沖擊。這種經(jīng)濟(jì)行為已經(jīng)得到若干主導(dǎo)市場(chǎng)的半導(dǎo)體公司的證實(shí),他們已經(jīng)外包其互連設(shè)計(jì),因而加速了商業(yè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。他們正在從互連設(shè)計(jì)外包中獲得相關(guān)好處。
作者:Phil Casini
行銷與業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁
Sonics公司
