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晶心科技初試啼聲 意圖進軍32位元CPU IP市場

上網時間: 2008年01月29日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:RISC  CPU核心  Andes 

最近國內出現一間32位元RISC嵌入式微處理器核心矽智財公司─晶心科技(Andes Technology),由於這是亞太地區第一家推出原創性CPU核心IP的業者,再加上背後有智原和聯發科的資金來源,更使其受到廣泛的注意。在這個由歐美業者主導的CPU核心IP市場中,晶心科技將如何以後起之秀之姿,向市場老大哥提出挑戰?該公司產品的技術特點與市場定位又是什麼?在本月的‘Design in Taiwan’單元中,我們將向各位介紹這間受到矚目的新興IC設計公司。

晶心科技是於2005上半年成立的,總部設於新竹科學園區的矽導科技研發中心。談到公司的創立緣起,之前曾服務於智原科技擔任CPU設計架構長一職,目前是晶心科技技術長暨研發副總經理的蘇泓萌博士表示,“在2004年,由於矽導計畫中有一個支持國內自行設計CPU的「台灣心計畫」,智原和聯發科的團隊便共同提案去申請。案子通過後,我們得到來自矽導計畫的投資基金,晶心科技便在這樣的情況下成立了。”目前,晶心科技的資本額約7億台幣,來自國家矽導計畫的資金大約一半,另外,智原與聯發科也有投資。

而蘇泓萌也因此離開智原,加入了晶心科技。他表示,“公司成立之初,我們花了一段時間部署人力,積極開始投入CPU核心的開發。”歷經兩年多的開發,晶心科技終於在去年底,正式推出命名為Andes(Architecture for New-Generation Digital Engines) Core的核心IP產品,以及相關的開發工具軟體AndeSight及AndESLive,而目前的員工已有80多人。

此次晶心一併推出兩款核心IP,分別為Andes Core N12以及N10。蘇泓萌解釋說,“Andes Core產品是根據我們專利申請中的AndeStar ISA架構所開發出來。此架構的主要特點在於,它是一個16/32位元指令集可相互組合(intermixable)的架構,也就是說,16位元指令集可作為32位元指令集的一個子集。透過這樣的設計,可以得到更小的code size。此外,AndeStar還支援彈性化的記憶體管理架構、針對即時效能的向量中斷控制、內部DMA引擎、電源管理支援等。”

而就N12的特性來看,這是一款single issue、8級管線(pipeline)的核心,內建記憶體管理單元(MMU)以及指令和數據快取(I&D Cache)。透過結合動態分支預測(dynamic branch prediction)功能,配合低功耗快取結構及虛擬定址的近鄰記憶體(Local Memory)架構,能夠解決在使用傳統嵌入式微處理器時記憶體存取延遲及頻寬不足的問題。

 Andes Core N12架構
圖一 Andes Core N12架構

蘇泓萌表示,“N12硬核已經使用聯電0.13um製程驗證成功,僅利用標準的單元庫,此CPU硬核之操作時脈最差情形可達到500MHz,核心大小為3.3mm2、功耗為0.9mW/MHz。”目前N12已可支援Linux 2.4/2.6、Nuleus等作業系統。而其所提供的AHB介面,能方便客戶整合其他IP進行測試及發展。晶心預計在2008年第二季完成以TSMC 90奈米製程設計硬核的Silicon驗證。

 N12硬核心效能
圖二 N12硬核心效能

而N10則是五級管線,以0.13um製程製造,操作時脈可達到250~333MHz的核心。其閘數約為40K~200K。蘇泓萌指出,“N10具備特殊的功率節省特性。其最精簡的配置,可以應用在包括MCU、儲存裝置、玩具等應用中。”

就產品的發展藍圖來看,晶心還將開發65nm的N12核心,時脈速度可達到700MHz。更高階的新產品系列,則預計於今年底至明年推出採90nm製造,時脈速度將達到800MHz的核心。

晶心科技CPU核心發展藍圖
圖三 晶心科技CPU核心發展藍圖

市場機會與挑戰

就N12以及N10的效能來看,大概是分別對比到ARM的ARM11和ARM9核心。對於與ARM、MIPS這些歷史悠久的CPU核心業者競爭,蘇泓萌指出,“當然,這些業者有品牌優勢,對我們來說,我們必須要先說服客戶相信晶心的技術。”

但是,他也強調,“這些外商業者通常僅在台灣部署有限的人力,而擁有在地團隊優勢的晶心,將能透過更密切的合作開發,協助客戶完成產品的開發。”而‘SoC解決方案諮詢’也是晶心非常重視的一環。蘇泓萌表示,“為了最佳化我們的核心方案,我們還可以進一步提供SoC架構、核心實體建置、軟體架構等各方面的支援,協助客戶達到縮短上市時程的目標。”

儘管如此,在另一方面,ARM、MIPS的優勢也在於已經建構了一定規模的生態系統與第三方協力廠商,這無形中對新進業者來說,是一個不容易跨越的競爭門檻。

對此,蘇泓萌指出,“目前,第三方解決方案仍在開發階段中。但是,在我們與客戶接觸中發現,並不是所有客戶都是需要依賴第三方解決方案的。”他說,“這些客戶通常擁有自己的方案與產業知識,但是需要有更好的技術支援,將其方案建置於CPU核心中,這便是我們極佳的市場機會。”

對於未來展望,他表示,“SoC的趨勢在台灣才剛開始,而以整個大中華區的發展來看,嵌入式市場的機會仍然可觀。我們現在已經有一些design-in的客戶。相信,過一段時間等到真正有silicon-proven的產品上市後,其他廠商對於採用我們的技術會更有信心。”

然而,在挑戰方面,蘇泓萌認為,真正的挑戰反而是在自己。“外面的市場、機會我們都看得到。但是太多的機會反而會讓我們失焦。自從發佈我們的新技術後,其實已經獲得不少廠商的詢問與回響。但是,晶心到底還是一家資源有限的新創公司,我們在選擇合作夥伴與客戶時,需要更多的智慧去挑選,什麼樣的做法、策略對我們才是有益的。”

經過兩年多的開發過程,在克服技術挑戰,完成核心產品的開發後,晶心現在面臨到是另一個不同階段的挑戰。如何打開知名度,拓展市場,妥善應用資源,以得到穩健的成長,是晶心現在需要做的,蘇泓萌開玩笑說,“苦日子現在才要開始呢!”

作者: 勾淑婉 / 電子工程專輯




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