ay: block;">不久前,由Globalpress Connection舉辦的第五屆Globalpress電子峰會照慣例在中國農(nóng)歷新年的尾聲于加利福尼亞州Monterey拉開序幕。在為期四天的峰會上,大約40家硅谷半導體和嵌入式軟件供應商,紛紛通過主題演講、技術(shù)研討、特約專訪等形式,與來自亞洲、歐洲和美國的全球?qū)I(yè)電子媒體和行業(yè)分析機構(gòu)代表共同分享了其對半導體行業(yè)發(fā)展趨勢的了解、各公司最新的市場和技術(shù)戰(zhàn)略信息。事實上,很多公司還借助本次峰會,發(fā)布了其最新的產(chǎn)品信息。本文將對發(fā)生在峰會期間的熱點討論話題進行集中掃描,幫助大家了解半導體行業(yè)近期發(fā)展趨勢和最新技術(shù)亮點。
多媒體應用掀起浪潮
“今天,多媒體已經(jīng)成為一個主流概念,它為整個產(chǎn)業(yè)帶來了一個與多媒體產(chǎn)品和服務相關(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)核供應商,為SoC設計提供相關(guān)IP。
毫無疑問,Rowen在這里所講的多媒體,更側(cè)重的是“視頻”享受。MP3帶來的音頻繁榮過后,大家將更多的目光鎖定在了視頻領域,希望能夠找到另一個“殺手級”應用。在“Is Video the New Voice”的主題報告中,TI CTO兼高級副總裁Hans Stork博士就為大家描繪了包括數(shù)字電視、視頻電話、機頂盒和住宅網(wǎng)關(guān)、醫(yī)學成像、視頻監(jiān)控、PMP、車載娛樂等一系列數(shù)字視頻的應用領域。“視頻領域正在發(fā)生翻天覆地的變化,其帶來的影響令人振奮。”Stork說。
“綜合來看,整個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),很多廠商都針對不同的環(huán)節(jié)提供相應產(chǎn)品,而TI目前面向10個以上視頻應用市場推出的DSP和模擬解決方案,可以涵蓋整個視頻鏈。”Stork介紹。
與音頻標準相比,視頻標準種類繁多,較為復雜,同時各類新標準也在不斷涌現(xiàn)。在這種情況下,Stork認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)允許設計人員在整個開發(fā)團隊之間共享信息,而且可以縮短產(chǎn)品進入多個視頻市場的時間 。” Stork表示,“此外,轉(zhuǎn)碼技術(shù)也非常重要。未來的視頻發(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)品等各種視頻設備中無縫轉(zhuǎn)移。”
“越來越多的消費者對隨時、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,正在推動更多產(chǎn)品進入多媒體領域。從更深意義來講,這又將推動新的服務和無線網(wǎng)絡的發(fā)展。” Rowen表示,“馬上,我們就會看到一波與多媒體相關(guān)的新浪潮,其中涉及到非常復雜的多媒體標準和應用、新的消費類產(chǎn)品、新的無線網(wǎng)絡,以及新的IC平臺和開發(fā)手段。”
事實上,對多媒體內(nèi)容的傳輸正在增加無線網(wǎng)絡帶寬要求。Rowen透露,現(xiàn)在整個行業(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)無法滿足要求。Tensilic的下一個目標,就是利用現(xiàn)有技術(shù)開發(fā)無線基帶處理器。
作為內(nèi)核IP供應商,Tensilica在去年末面向手機和PMP等便攜式娛樂領域,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)。
而在本次研討會中,Tensilica又特別針對便攜式應用所關(guān)注的低功耗設計,推出了一款名為Xenergy的能耗評估器工具,目前還主要面向其Xtensa和Diamond Standard處理器。
視頻編解碼標準的復雜度在日益增加。
“該款工具的推出,使業(yè)界首次實現(xiàn)了對軟硬件同時協(xié)調(diào),來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),進行快速能耗評估,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)整設計。”
據(jù)介紹,在設計可配置處理器的過程中,設計人員可以使用Xenergy工具在Xtensa架構(gòu)或Diamond Standard處理器上執(zhí)行二進制應用軟件,從而及早預測到處理器、緩存,以及本地存儲器所消耗的功率。之后,設計人員可以更改其Xtensa配置,增加指令擴展,寄存器組,復雜的執(zhí)行單元,或簡化其應用代碼,從而達到降低處理器和存儲器總體功耗的目的。
ASIC走向滅亡？
伴隨著設計數(shù)量減少及技術(shù)成本飆升,半導體行業(yè)內(nèi)曾經(jīng)喧囂的ASIC業(yè)務似乎正在衰退。由于銷售不良,大型的ASIC供應商,如LSI邏輯、富士通、NEC、Oki、東芝,不是收縮了ASIC業(yè)務,就是在艱難度日；而小型ASIC公司,其數(shù)目也在以令人擔憂的速度螺旋下降。
“‘荒謬’的成本、不可預測,以及極度的不可靠,都是造成ASIC不應該繼續(xù)存活的原因。”O(jiān)pen-Silicon公司總裁兼CEO Naveed Sherwani在一場名為“Can Anything Save ASICs?”的研討會上指出,“但是,為什么ASIC仍然存在？原因在于市場需求。OEM廠商能夠利用ASIC真正實現(xiàn)產(chǎn)品的差異化設計。”
“事實上,ASIC行業(yè)并沒有出現(xiàn)下滑。”Actel銷售和營銷副總裁Dennis Kish提出了與研討會主題相反的論調(diào),“根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù),ASIC去年的市場規(guī)模為230億美元,而且預計在2002年到2010年間,其增長速度將高于整個半導體市場的平均速度。”
“ASIC仍是一個很大的市場,”ChipX公司營銷副總裁Elie Massabki對此表示認同,“其中的細分領域包括完全定制化ASIC、標準單元ASIC、嵌入式陣列、結(jié)構(gòu)化ASIC,以及門陣列。這些細分市場的發(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解決方案供應商。
ASIC在2000年確實遭到了重創(chuàng),那個時候,由于考慮到定制芯片可能帶來的風險,很多公司緊縮了對ASIC設計的開支。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在上市時間和成本方面可能遇到的風險。“新技術(shù)被廣泛接受還需要一些時間。”Massabki表示,“我們的客戶需要尋找新的市場并進行創(chuàng)新,我們已經(jīng)看到ASIC公司的財政狀況開始出現(xiàn)好轉(zhuǎn),而且設計數(shù)量也開始上升。”
確實如Massabki所言,ASIC目前仍然有很大的應用市場,尤其是出貨量極高的應用領域。Kish補充道,在ASIC去年230億美元的市場規(guī)模中,通訊領域占到了80億美元,而且其中的絕大部分出現(xiàn)在手機應用中。
Sherwani認為,對于ASIC行業(yè)而言,最關(guān)鍵的就是如何解決成本、可預測性及可靠性問題。因為只有這樣才能吸引更多人使用ASIC。“我們需要對設計做一些新規(guī)定。”他強調(diào)。
峰會期間,Open Silicon和Esilicon這兩家無晶圓廠ASIC公司,各自提供了極為類似的ASIC設計新方法,據(jù)稱能夠降低成本,為90nm ASIC的設計和生產(chǎn)注入新的方法學。針對目前客戶在定制化ASIC的設計和制造過程中,還無法實現(xiàn)對每一個步驟的完全選擇,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體IP(來自Open-Silicon)以及全球領先的制造、測試,以及封裝供應商合作伙伴,從而對供應鏈的各個部分進行成本優(yōu)化。
實現(xiàn)SoC設計的關(guān)鍵
“我的手機內(nèi)有制造商自1990年以來寫入的每一段源代碼,我必須將這些冗余代碼每天都帶在身上。”Mentor Graphics的系統(tǒng)設計主管Bill Chown在一場名為“Embedded software-Key to SoCs?”的座談會中抱怨道。
確實,當前SoC設計人員正在面對系統(tǒng)架構(gòu)日益增加的復雜性難題,這不僅僅涉及到硬件部分,產(chǎn)品中軟件復用造成的驚人的代碼數(shù)量已經(jīng)開始引發(fā)設計人員關(guān)注。
MIPS科技公司營銷副總裁Jack Browne表示:“目前公司30-50%的R&D費用都花在軟件方面,而且每年的成本增長率達到了20%。早在130nm工藝節(jié)點,設計人員所做的軟件工作已經(jīng)超過了硬件工作；而在90nm,設計人員在架構(gòu)上所作的努力已經(jīng)超過了物理設計。”
那么,究竟是什么導致了這樣的變化？Tensilica公司副總裁Steve Roddy一語中的:“多內(nèi)核設計時代的到來正是原因所在。”(圖2:芯片工藝尺寸的縮小以及終端產(chǎn)品的復雜性,正在促使Soc設計發(fā)生根本改變。)
芯片工藝尺寸的縮小以及終端產(chǎn)品的復雜性,正在促使Soc設計發(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。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個處理器。
Wipro公司半導體和消費類業(yè)務副總裁Siby Abraham對此表示認同,并指出了未來SoC發(fā)展的三大趨勢:計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)進行支持；復用導致集成元器件數(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SoC設計人員來說,避免軟件復雜性的關(guān)鍵在于采用分治法(Divide and Conquer)。
Roddy認為這主要分為三步,首先,設計人員應該對系統(tǒng)、芯片架構(gòu)、軟件架構(gòu)進行通盤考慮,從而定義軟件分區(qū)；其次,為特殊任務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DSP和CPU進行重新編程。
Abraham也補充道:“設計人員應該針對系統(tǒng)層面進行深入設計和分析,同時進行軟/硬件設計,并在設計階段早期進行聯(lián)合驗證。”
談到這里,嵌入式軟件對SoC的重要性不言而喻,但是與會專家也表示,目前SoC中的嵌入式軟件開發(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(包括減少軟件開發(fā)時間,并盡量做到無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,滿足對功率敏感的應用要求；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設計人員簡化設計周期和半導體驗證程序,Synplicity、Novas Software和Cypress Semiconductor公司在電子峰會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
無線技術(shù)向來是各種研討會中不可或缺的話題,本次的電子峰會也不例外。除了Broadcom公司協(xié)創(chuàng)人、董事會主席兼CTO Henry Samueli博士在其主題演講中為大家描繪的“超級芯片(superchip)”計劃格外吸引眼球外,Artimi、WiQuest和Puls～Link這三家致力于UWB技術(shù)的新創(chuàng)公司也在峰會中介紹了自己的最新產(chǎn)品和技術(shù)。
“當我外出旅行的時候,總是要攜帶手機、數(shù)碼相機、筆記本電腦和打印機用的多個USB數(shù)據(jù)線。” Artimi CEO Colin Macnab在主題報告中的開場白中指出,“現(xiàn)在,WUSB技術(shù)幫助我解決了這一難題。”
Artimi公司在本次峰會上推出了一款符合WiMedia規(guī)范的WUSB和藍牙雙模芯片A-150,其中包含了MAC和一顆可編程應用處理器,能夠使OEM廠商在系統(tǒng)中增加基于WiMedia的WUSB和藍牙3.0通信功能。
Broadcom的“超級芯片”計劃
A-150芯片的傳輸速率達到480Mbps,當集成在手機中時,僅僅消耗大約60mW功率。Macnab透露:“我們希望A-150的出貨量在年底達到100萬片,到2008年達到1,000萬片。”
據(jù)介紹,得益于專有的WiDV(無線數(shù)字視頻)技術(shù),WiQuest公司業(yè)已推出的芯片組WQST100/WQST101是業(yè)界首款實現(xiàn)1Gbps速率的UWB商用化產(chǎn)品。WiDV技術(shù)的獨特之處,在于它是一個完整的無線視頻解決方案,能夠優(yōu)化壓縮效果,從而為PC應用提供高質(zhì)量的視頻和圖像顯示。
Wiquest公司營銷副總裁Alun Roberts指出,通過高階調(diào)制和先進的前向糾錯編碼技術(shù),高性能WiDV技術(shù)能夠提高頻譜效率,從而在無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/無線混合芯片組的UWB公司,其使用USB技術(shù)驅(qū)動FireWire協(xié)議在有線同軸電纜和無線物理層工作,從而實現(xiàn)整個家庭的高清內(nèi)容傳輸。
“目前全球有線用戶數(shù)大約為4.5億,中國在這方面較其他國家有更大的優(yōu)勢,其有線用戶達9,500萬,而北美則為1,800萬。”Puls～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)注中國市場的原因。”
據(jù)Watkins介紹,CWave技術(shù)主要有四大優(yōu)勢,首先,該專利技術(shù)可以實現(xiàn)整個家庭的高清網(wǎng)絡；其次,可以利用單一芯片組實現(xiàn)無線和有線網(wǎng)絡；第三,能夠保證傳輸過程中的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與當前家庭聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的比較)
CWave與當前家庭聯(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)計劃在未來采用CMOS或BiCMOS先進工藝集成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
