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軟體決定系統差異化 SoC互連設計轉向外包服務

上網時間: 2006年11月10日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:嵌入式處理器  異質多重處理  人類工程學  ergonomics  互連 

由於無線通訊普及,以及手持設備中數位內容的增加,這不但為原始設備製造商(OEM)造就了更多新的商機,但同時也為他們帶來諸多系統設計新挑戰。對於可攜式系統設計者而言,一項關鍵的設計挑戰便是如何才能在持續整合更多系統功能的同時,又能兼顧大眾市場的消費能力和符合人體工學需求?

OEM面臨的設計挑戰也為半導體產業帶來一種新的發展動力。這些系統功能的本質大部份著重在視訊、語音和資料處理,而為各項系統功能提供支援的處理單元都十分獨特。因此,晶片內異質多重處理已經取代上一代SoC中的單一嵌入式處理器建置方案,成為高性能SoC設計的新架構標準。

表面上看來這種轉變似乎很簡單。目前的SoC不再只包含一個嵌入式處理器,而是可以在晶片內整合多種處理單元,通常是新增一款數位訊號處理器(DSP)、繪圖或多媒體引擎,以便更有效地支援嵌入式處理器設計之初未曾考慮到的運算工作。

但是,異質多重處理技術帶來了一個新現象,將使OEM運用SoC的方式明顯發生改變。這種新的現象是什麼呢?那就是系統級的差異性正由硬體轉向軟體。由於視訊、語音和資料處理的複雜本質,SoC開發廠商正日益增加對於外部處理元件和其它知識產權(IP)的依賴,以便符合上市時程和價格需求。因此,整合各種系統功能且由處理單元驅動的單一設備已經可以輕易且方便地從市場上購買。OEM廠商將會發現,在硬體中突顯產品差異化的特色已經變得日益困難。在這種情況下,演算法和系統級軟體的差異化將為OEM提供更多的致勝先機。

這種向軟體差異化移轉的趨勢,造成了對高度彈性化SoC的需求,以使OEM廠商可以實現產品的差異化。為了達到這種彈性化,SoC開發商目前提高了對軟體的重視程度,並將重點放在資料如何輸入與輸出,以及如何在晶片內傳輸。這便是晶片內SoC互連匯流排的職責所在。資料的傳輸對於保持SoC內的各個處理單元處於最佳執行狀態而言是非常重要的,目的是使晶片能在正確的存取條件下,發揮最高的運作效能。因此,這些互連結構就形成了OEM廠商透過軟體來實現產品差異化的基礎。

這種現象的一個結果是,當SoC資料流程管理的複雜度呈指數級上升時,架構並維護一種互連策略的任務就變得代價不菲。隨著晶片價格不斷下降及生命週期的縮短,SoC開發計畫如今面臨的問題是:應如何面對越來越高的設計複雜度?如何迅速且具成本效益地生產彈性化的晶片?如才能使得投資報酬率(ROI)足以滿足公司的業務目標?

答案就是將互連設計予以外包(outsource)。公司內部團隊能否在一定的時間和資金條件下完成互連解決方案的設計已經不再重要。正如目前設計一款嵌入式處理器已經沒有什麼意義了,內部自行開發並維持一個互連架構的成本太高,風險也太大。若採委外策略,為因應複雜度不斷提升所需持續增加的資金、新產品可能延遲推出,以及隨著複雜度增加而在設計週期後期出現錯誤或性能缺陷等這些問題,都將不再困擾任何SoC的開發計畫。

目前市面上已可提供經過認證的第三方互連解決方案,它們可以提供必要的互連先進架構特性和資料流程服務,以管理互連複雜性的增加。除了互連方案之外,市場上的一些工具也可使SoC開發商能夠在晶片開發之前,為資料流程加以建模並產生管理計劃,因而可免除在SoC開發週期中的關鍵路徑進行互連設計,並降低進度的風險。在SoC實際開發出來之前先行瞭解互連架構的特性和範圍,將可更有效的因應日後的市場需求變化,以及同一系列產品的開發。

SoC互連設計委外是一種直接且簡單的措施,它可有效降低OEM廠商將產品差異化的著力點轉向軟體後,為半導體產業所帶來的衝擊。這種經濟行為已經得到領先半導體廠商的認可,他們在外包互連設計後的確加速實現了商業目標,因而也更瞭解到互連設計外包後所帶來的附加利益。

作者:Phil Casini

行銷與業務開發副總裁

Sonics公司





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