ay: block;">不久前,由Globalpress Connection舉辦的第五屆Globalpress電子峰會(huì)照慣例在中國(guó)農(nóng)歷新年的尾聲于加利福尼亞州Monterey拉開(kāi)序幕。在為期四天的峰會(huì)上,大約40家硅谷半導(dǎo)體和嵌入式軟件供應(yīng)商,紛紛通過(guò)主題演講、技術(shù)研討、特約專訪等形式,與來(lái)自亞洲、歐洲和美國(guó)的全球?qū)I(yè)電子媒體和行業(yè)分析機(jī)構(gòu)代表共同分享了其對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的了解、各公司最新的市場(chǎng)和技術(shù)戰(zhàn)略信息。事實(shí)上,很多公司還借助本次峰會(huì),發(fā)布了其最新的產(chǎn)品信息。本文將對(duì)發(fā)生在峰會(huì)期間的熱點(diǎn)討論話題進(jìn)行集中掃描,幫助大家了解半導(dǎo)體行業(yè)近期發(fā)展趨勢(shì)和最新技術(shù)亮點(diǎn)。
多媒體應(yīng)用掀起浪潮
“今天,多媒體已經(jīng)成為一個(gè)主流概念,它為整個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了一個(gè)與多媒體產(chǎn)品和服務(wù)相關(guān)的浪潮。”Tensilica公司CEO兼總裁Chris Rowen在“Riding the Multimedia Wave”的主題演講中這樣表示。Tensilica是一家可配置微處理器內(nèi)核供應(yīng)商,為SoC設(shè)計(jì)提供相關(guān)IP。
毫無(wú)疑問(wèn),Rowen在這里所講的多媒體,更側(cè)重的是“視頻”享受。MP3帶來(lái)的音頻繁榮過(guò)后,大家將更多的目光鎖定在了視頻領(lǐng)域,希望能夠找到另一個(gè)“殺手級(jí)”應(yīng)用。在“Is Video the New Voice”的主題報(bào)告中,TI CTO兼高級(jí)副總裁Hans Stork博士就為大家描繪了包括數(shù)字電視、視頻電話、機(jī)頂盒和住宅網(wǎng)關(guān)、醫(yī)學(xué)成像、視頻監(jiān)控、PMP、車載娛樂(lè)等一系列數(shù)字視頻的應(yīng)用領(lǐng)域。“視頻領(lǐng)域正在發(fā)生翻天覆地的變化,其帶來(lái)的影響令人振奮。”Stork說(shuō)。
“綜合來(lái)看,整個(gè)視頻鏈包括視頻捕獲、視頻前處理、視頻傳輸、視頻接收(后處理)、視頻觀賞(后處理)五大環(huán)節(jié),很多廠商都針對(duì)不同的環(huán)節(jié)提供相應(yīng)產(chǎn)品,而TI目前面向10個(gè)以上視頻應(yīng)用市場(chǎng)推出的DSP和模擬解決方案,可以涵蓋整個(gè)視頻鏈。”Stork介紹。
與音頻標(biāo)準(zhǔn)相比,視頻標(biāo)準(zhǔn)種類繁多,較為復(fù)雜,同時(shí)各類新標(biāo)準(zhǔn)也在不斷涌現(xiàn)。在這種情況下,Stork認(rèn)為選擇合適的可編程技術(shù)至關(guān)重要。“DaVinci和OMAP可編程技術(shù)允許設(shè)計(jì)人員在整個(gè)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)之間共享信息,而且可以縮短產(chǎn)品進(jìn)入多個(gè)視頻市場(chǎng)的時(shí)間 。” Stork表示,“此外,轉(zhuǎn)碼技術(shù)也非常重要。未來(lái)的視頻發(fā)展依賴轉(zhuǎn)碼技術(shù)。多格式轉(zhuǎn)碼能夠使視頻內(nèi)容在便攜式、車載以及數(shù)字家庭產(chǎn)品等各種視頻設(shè)備中無(wú)縫轉(zhuǎn)移。”
“越來(lái)越多的消費(fèi)者對(duì)隨時(shí)、隨地以最低成本享受多媒體內(nèi)容并獲得最新資訊的需求,正在推動(dòng)更多產(chǎn)品進(jìn)入多媒體領(lǐng)域。從更深意義來(lái)講,這又將推動(dòng)新的服務(wù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。” Rowen表示,“馬上,我們就會(huì)看到一波與多媒體相關(guān)的新浪潮,其中涉及到非常復(fù)雜的多媒體標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用、新的消費(fèi)類產(chǎn)品、新的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),以及新的IC平臺(tái)和開(kāi)發(fā)手段。”
事實(shí)上,對(duì)多媒體內(nèi)容的傳輸正在增加無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬要求。Rowen透露,現(xiàn)在整個(gè)行業(yè)正在向5-10Mbps傳輸速率(大約是目前的20倍)轉(zhuǎn)移,傳統(tǒng)的DSP技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足要求。Tensilic的下一個(gè)目標(biāo),就是利用現(xiàn)有技術(shù)開(kāi)發(fā)無(wú)線基帶處理器。
作為內(nèi)核IP供應(yīng)商,Tensilica在去年末面向手機(jī)和PMP等便攜式娛樂(lè)領(lǐng)域,推出了四款名為Diamond Standard VDO(ViDeO)的視頻處理器引擎,能夠支持所有流行的VGA和D1格式(包括 Main Profile、VC-1 Main Profile、MPEG-1 ASP和MPEG-2 Main Profile)。
而在本次研討會(huì)中,Tensilica又特別針對(duì)便攜式應(yīng)用所關(guān)注的低功耗設(shè)計(jì),推出了一款名為Xenergy的能耗評(píng)估器工具,目前還主要面向其Xtensa和Diamond Standard處理器。
視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜度在日益增加。
“該款工具的推出,使業(yè)界首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)軟硬件同時(shí)協(xié)調(diào),來(lái)獲得具有能效性的處理器架構(gòu)。”Rowen表示,“Xenery從芯片的高層次描述出發(fā),進(jìn)行快速能耗評(píng)估,將芯片各部分的可能功耗展現(xiàn)在工程師面前,從而使工程師可以精確調(diào)整設(shè)計(jì)。”
據(jù)介紹,在設(shè)計(jì)可配置處理器的過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員可以使用Xenergy工具在Xtensa架構(gòu)或Diamond Standard處理器上執(zhí)行二進(jìn)制應(yīng)用軟件,從而及早預(yù)測(cè)到處理器、緩存,以及本地存儲(chǔ)器所消耗的功率。之后,設(shè)計(jì)人員可以更改其Xtensa配置,增加指令擴(kuò)展,寄存器組,復(fù)雜的執(zhí)行單元,或簡(jiǎn)化其應(yīng)用代碼,從而達(dá)到降低處理器和存儲(chǔ)器總體功耗的目的。
ASIC走向滅亡？
伴隨著設(shè)計(jì)數(shù)量減少及技術(shù)成本飆升,半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)曾經(jīng)喧囂的ASIC業(yè)務(wù)似乎正在衰退。由于銷售不良,大型的ASIC供應(yīng)商,如LSI邏輯、富士通、NEC、Oki、東芝,不是收縮了ASIC業(yè)務(wù),就是在艱難度日；而小型ASIC公司,其數(shù)目也在以令人擔(dān)憂的速度螺旋下降。
“‘荒謬’的成本、不可預(yù)測(cè),以及極度的不可靠,都是造成ASIC不應(yīng)該繼續(xù)存活的原因。”O(jiān)pen-Silicon公司總裁兼CEO Naveed Sherwani在一場(chǎng)名為“Can Anything Save ASICs?”的研討會(huì)上指出,“但是,為什么ASIC仍然存在？原因在于市場(chǎng)需求。OEM廠商能夠利用ASIC真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化設(shè)計(jì)。”
“事實(shí)上,ASIC行業(yè)并沒(méi)有出現(xiàn)下滑。”Actel銷售和營(yíng)銷副總裁Dennis Kish提出了與研討會(huì)主題相反的論調(diào),“根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù),ASIC去年的市場(chǎng)規(guī)模為230億美元,而且預(yù)計(jì)在2002年到2010年間,其增長(zhǎng)速度將高于整個(gè)半導(dǎo)體市場(chǎng)的平均速度。”
“ASIC仍是一個(gè)很大的市場(chǎng),”ChipX公司營(yíng)銷副總裁Elie Massabki對(duì)此表示認(rèn)同,“其中的細(xì)分領(lǐng)域包括完全定制化ASIC、標(biāo)準(zhǔn)單元ASIC、嵌入式陣列、結(jié)構(gòu)化ASIC,以及門(mén)陣列。這些細(xì)分市場(chǎng)的發(fā)展各有不同,雖然有些在下降,但有些卻在上升。”ChipX是一家結(jié)構(gòu)化ASIC解決方案供應(yīng)商。
ASIC在2000年確實(shí)遭到了重創(chuàng),那個(gè)時(shí)候,由于考慮到定制芯片可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),很多公司緊縮了對(duì)ASIC設(shè)計(jì)的開(kāi)支。但是,結(jié)構(gòu)化ASIC和嵌入式陣列等新技術(shù)的出現(xiàn),緩解了ASIC在上市時(shí)間和成本方面可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)。“新技術(shù)被廣泛接受還需要一些時(shí)間。”Massabki表示,“我們的客戶需要尋找新的市場(chǎng)并進(jìn)行創(chuàng)新,我們已經(jīng)看到ASIC公司的財(cái)政狀況開(kāi)始出現(xiàn)好轉(zhuǎn),而且設(shè)計(jì)數(shù)量也開(kāi)始上升。”
確實(shí)如Massabki所言,ASIC目前仍然有很大的應(yīng)用市場(chǎng),尤其是出貨量極高的應(yīng)用領(lǐng)域。Kish補(bǔ)充道,在ASIC去年230億美元的市場(chǎng)規(guī)模中,通訊領(lǐng)域占到了80億美元,而且其中的絕大部分出現(xiàn)在手機(jī)應(yīng)用中。
Sherwani認(rèn)為,對(duì)于ASIC行業(yè)而言,最關(guān)鍵的就是如何解決成本、可預(yù)測(cè)性及可靠性問(wèn)題。因?yàn)橹挥羞@樣才能吸引更多人使用ASIC。“我們需要對(duì)設(shè)計(jì)做一些新規(guī)定。”他強(qiáng)調(diào)。
峰會(huì)期間,Open Silicon和Esilicon這兩家無(wú)晶圓廠ASIC公司,各自提供了極為類似的ASIC設(shè)計(jì)新方法,據(jù)稱能夠降低成本,為90nm ASIC的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)注入新的方法學(xué)。針對(duì)目前客戶在定制化ASIC的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中,還無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)步驟的完全選擇,Open-Silicon推出的新ASIC商業(yè)模式名為OpenMODEL,允許客戶自行選擇合格的半導(dǎo)體IP(來(lái)自O(shè)pen-Silicon)以及全球領(lǐng)先的制造、測(cè)試,以及封裝供應(yīng)商合作伙伴,從而對(duì)供應(yīng)鏈的各個(gè)部分進(jìn)行成本優(yōu)化。
實(shí)現(xiàn)SoC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵
“我的手機(jī)內(nèi)有制造商自1990年以來(lái)寫(xiě)入的每一段源代碼,我必須將這些冗余代碼每天都帶在身上。”Mentor Graphics的系統(tǒng)設(shè)計(jì)主管Bill Chown在一場(chǎng)名為“Embedded software-Key to SoCs?”的座談會(huì)中抱怨道。
確實(shí),當(dāng)前SoC設(shè)計(jì)人員正在面對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)日益增加的復(fù)雜性難題,這不僅僅涉及到硬件部分,產(chǎn)品中軟件復(fù)用造成的驚人的代碼數(shù)量已經(jīng)開(kāi)始引發(fā)設(shè)計(jì)人員關(guān)注。
MIPS科技公司營(yíng)銷副總裁Jack Browne表示:“目前公司30-50%的R&D費(fèi)用都花在軟件方面,而且每年的成本增長(zhǎng)率達(dá)到了20%。早在130nm工藝節(jié)點(diǎn),設(shè)計(jì)人員所做的軟件工作已經(jīng)超過(guò)了硬件工作；而在90nm,設(shè)計(jì)人員在架構(gòu)上所作的努力已經(jīng)超過(guò)了物理設(shè)計(jì)。”
那么,究竟是什么導(dǎo)致了這樣的變化？Tensilica公司副總裁Steve Roddy一語(yǔ)中的:“多內(nèi)核設(shè)計(jì)時(shí)代的到來(lái)正是原因所在。”(圖2:芯片工藝尺寸的縮小以及終端產(chǎn)品的復(fù)雜性,正在促使Soc設(shè)計(jì)發(fā)生根本改變。)
芯片工藝尺寸的縮小以及終端產(chǎn)品的復(fù)雜性,正在促使Soc設(shè)計(jì)發(fā)生根本改變。
Roddy在此引用了ITRS提供的數(shù)據(jù):目前SoC中的平均可編程器件數(shù)為32個(gè)。而且他還特別指出,思科使用Tensilica軟件制造的一款芯片,就包含了192個(gè)處理器。
Wipro公司半導(dǎo)體和消費(fèi)類業(yè)務(wù)副總裁Siby Abraham對(duì)此表示認(rèn)同,并指出了未來(lái)SoC發(fā)展的三大趨勢(shì):計(jì)算模型將基于分布式和多內(nèi)核架構(gòu),從而需要新的軟件架構(gòu)進(jìn)行支持；復(fù)用導(dǎo)致集成元器件數(shù)量居高不下,并因此影響到嵌入式軟件；軟件在Soc中快速增多,甚至超過(guò)硬件。
隨著特殊功能CPU、控制器以及DSP數(shù)量的增多,SoC中的代碼數(shù)量正在急劇上漲,對(duì)SoC設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō),避免軟件復(fù)雜性的關(guān)鍵在于采用分治法(Divide and Conquer)。
Roddy認(rèn)為這主要分為三步,首先,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)、芯片架構(gòu)、軟件架構(gòu)進(jìn)行通盤(pán)考慮,從而定義軟件分區(qū)；其次,為特殊任務(wù)處理器間的通信定義API,避免普通程序員不得不去了解特殊硬件構(gòu)造；允許SoC用戶(即下游程序員)“看”到主控制器CPU,從而方便他們對(duì)DSP和CPU進(jìn)行重新編程。
Abraham也補(bǔ)充道:“設(shè)計(jì)人員應(yīng)該針對(duì)系統(tǒng)層面進(jìn)行深入設(shè)計(jì)和分析,同時(shí)進(jìn)行軟/硬件設(shè)計(jì),并在設(shè)計(jì)階段早期進(jìn)行聯(lián)合驗(yàn)證。”
談到這里,嵌入式軟件對(duì)SoC的重要性不言而喻,但是與會(huì)專家也表示,目前SoC中的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)仍然存在諸多挑戰(zhàn),除去通常意義上的縮短產(chǎn)品周期(包括減少軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間,并盡量做到無(wú)bug)挑戰(zhàn)外,其面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括:考慮到頻率和內(nèi)存空間大小,如何最小化代碼占用空間；如何降低功率,即優(yōu)化功率,滿足對(duì)功率敏感的應(yīng)用要求；如何提高安全性；如何調(diào)試嵌入式代碼,提高可追溯性(traceability)。
為了幫助SoC設(shè)計(jì)人員簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)周期和半導(dǎo)體驗(yàn)證程序,Synplicity、Novas Software和Cypress Semiconductor公司在電子峰會(huì)上分別推出了各自最新的TotalRecall技術(shù)、Replay軟件和CapSense軟件。
USB技術(shù)最新發(fā)展現(xiàn)狀
無(wú)線技術(shù)向來(lái)是各種研討會(huì)中不可或缺的話題,本次的電子峰會(huì)也不例外。除了Broadcom公司協(xié)創(chuàng)人、董事會(huì)主席兼CTO Henry Samueli博士在其主題演講中為大家描繪的“超級(jí)芯片(superchip)”計(jì)劃格外吸引眼球外,Artimi、WiQuest和Puls～Link這三家致力于UWB技術(shù)的新創(chuàng)公司也在峰會(huì)中介紹了自己的最新產(chǎn)品和技術(shù)。
“當(dāng)我外出旅行的時(shí)候,總是要攜帶手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦和打印機(jī)用的多個(gè)USB數(shù)據(jù)線。” Artimi CEO Colin Macnab在主題報(bào)告中的開(kāi)場(chǎng)白中指出,“現(xiàn)在,WUSB技術(shù)幫助我解決了這一難題。”
Artimi公司在本次峰會(huì)上推出了一款符合WiMedia規(guī)范的WUSB和藍(lán)牙雙模芯片A-150,其中包含了MAC和一顆可編程應(yīng)用處理器,能夠使OEM廠商在系統(tǒng)中增加基于WiMedia的WUSB和藍(lán)牙3.0通信功能。
Broadcom的“超級(jí)芯片”計(jì)劃
A-150芯片的傳輸速率達(dá)到480Mbps,當(dāng)集成在手機(jī)中時(shí),僅僅消耗大約60mW功率。Macnab透露:“我們希望A-150的出貨量在年底達(dá)到100萬(wàn)片,到2008年達(dá)到1,000萬(wàn)片。”
據(jù)介紹,得益于專有的WiDV(無(wú)線數(shù)字視頻)技術(shù),WiQuest公司業(yè)已推出的芯片組WQST100/WQST101是業(yè)界首款實(shí)現(xiàn)1Gbps速率的UWB商用化產(chǎn)品。WiDV技術(shù)的獨(dú)特之處,在于它是一個(gè)完整的無(wú)線視頻解決方案,能夠優(yōu)化壓縮效果,從而為PC應(yīng)用提供高質(zhì)量的視頻和圖像顯示。
Wiquest公司營(yíng)銷副總裁Alun Roberts指出,通過(guò)高階調(diào)制和先進(jìn)的前向糾錯(cuò)編碼技術(shù),高性能WiDV技術(shù)能夠提高頻譜效率,從而在無(wú)需增加帶寬的情況下支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
Puls～Link公司是業(yè)界目前唯一提供有線/無(wú)線混合芯片組的UWB公司,其使用USB技術(shù)驅(qū)動(dòng)FireWire協(xié)議在有線同軸電纜和無(wú)線物理層工作,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)家庭的高清內(nèi)容傳輸。
“目前全球有線用戶數(shù)大約為4.5億,中國(guó)在這方面較其他國(guó)家有更大的優(yōu)勢(shì),其有線用戶達(dá)9,500萬(wàn),而北美則為1,800萬(wàn)。”P(pán)uls～Link公司總裁兼協(xié)創(chuàng)人Bruce Watkins興奮地表示,“這也是我們?yōu)槭裁捶浅ｊP(guān)注中國(guó)市場(chǎng)的原因。”
據(jù)Watkins介紹,CWave技術(shù)主要有四大優(yōu)勢(shì),首先,該專利技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)家庭的高清網(wǎng)絡(luò)；其次,可以利用單一芯片組實(shí)現(xiàn)無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)；第三,能夠保證傳輸過(guò)程中的QoS；最后,該技術(shù)能夠提供良好的家庭聯(lián)網(wǎng)性能。(圖4:CWave與當(dāng)前家庭聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的比較)
CWave與當(dāng)前家庭聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的比較
Puls～Link公司目前提供的PL3100 CWave芯片組包含三款芯片,分別為內(nèi)含基帶和MAC的PL3130、RF收發(fā)器PL3120以及低噪聲放大器PL3110。Watkins特別透露,公司已經(jīng)計(jì)劃在未來(lái)采用CMOS或BiCMOS先進(jìn)工藝集成PL3130和PL3120,據(jù)稱這樣可以降低2～3美元的芯片成本。
作者: 唐曉琪
