OEM面臨的這些設計挑戰反過來又為半導體產業帶來一組新的發展動力。這些系統的功能大部分集中在視頻、語音和數據處理上面,為各項系統功能提供支持的處理單元都非常獨特。這樣一來,片內異構多處理(heterogeneous multiprocessing)已經取代上一代系統級芯片(SoC)中的單一嵌入式處理器實現方案,成為高性能SoC設計新的架構標準。從表面上看,這項轉變似乎很簡單。現今的SoC不再是只包含一個嵌入式處理器,已經可以在片內集成多種類型的處理元件,如數字信號處理器(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計之初并沒有考慮到的操作。

但是,異構多處理技術帶來了一種新的現象,將使OEM使用SoC的方式發生明顯改變。這種新現象是什么呢？它就是系統級差異從硬件轉向軟件。由于視頻、語音和數據處理的復雜本質,SoC開發商正日益依賴于從外部獲得的(outsourced)處理單元和其它知識產權(IP),從而滿足其上市時間和價格點需求。因此,隨著各種系統功能被集成到單一設備之中,處理單元也可以方便地從市場上購買,OEM發現,靠硬件來突出產品特色將已經變得日益困難。在這種情況下,算法和系統級軟件的差異化,將給OEM提供更多的獲勝機會。

由于實現差異化的重點轉向軟件,具備高靈活性、使得OEM可以實現產品差異化的SoC的需求也就水漲船高。為了實現這種程度的靈活性,SoC開發商目前正在提高軟件的優先級,并且將重點放在數據輸入輸出芯片以及在芯片內如何傳輸方面。這就是片內SoC互連總線的職責了。數據流對于保持SoC內的各個處理單元處于最佳工作狀態而言非常重要,為的是使芯片能以最高性能工作,而且在用戶級提供恰當的條件訪問。那些互連結構就形成了OEM通過軟件實現產品差異化的基礎。

這種現象的結果,就SoC數據流管理的復雜性呈指數級上升,構思并維護一種互連策略已經變得代價高昂。隨著芯片價格不斷下降及其生命周期的縮短,SoC開發項目如今面臨著這樣一個問題:如何才能化解更高的設計復雜性,并高速高效地制造出靈活的芯片,從而使得投資回報率(ROI)足以滿足公司的業務要求？

答案就是將互連設計予以外包(outsource)。內部團隊能否在給定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。正如設計一款嵌入式處理器已經沒什么意義一樣,內部開發并維持一個互連架構的成本太高,風險太大。這樣一來,SoC開發項目將不再必然伴隨著下述現象的出現:應對復雜性不斷上升所需的資金明顯增加、新產品可能延遲推出,以及在設計周期后期冒出來的差錯或性能缺陷問題發現的故障或性能缺陷(設計復雜程度提高的結果)。

獲得市場認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結構特性和數據流服務,以此來管理互連復雜性的增加。除了互連方案之外,市場上的一些工具也使得SoC開發商能夠在芯片開發之前,就實現數據流的建模并生成管理方案,從而免除了SoC開發周期中關鍵路徑的互連設計,并降低了進度風險。在SoC實際開發出來之前就搞清楚互連架構的實質和范圍,也可以更好地適應以后的市場需求變化及產品系列開發。

SoC互連設計外包是一種直接簡單的措施,它可以用來有效地降低OEM將產品差異化的著力點轉向軟件這種現象給半導體產業所帶來的沖擊。這種經濟行為已經得到若干主導市場的半導體公司的證實,他們已經外包其互連設計,因而加速了商業目標的實現。他們正在從互連設計外包中獲得相關好處。

作者:Phil Casini

行銷與業務開發副總裁

Sonics公司