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過(guò)去十年來(lái)，不同行業(yè)領(lǐng)域的眾多原裝置制造商(OEM)清楚表達了逐漸摒棄使用特定用途積體電路(ASIC)、反而在更大程度上依靠標準現成元件的意圖。背后的主要原因是這樣可讓他們壓低總成本，并縮減工程資源。然而，現實(shí)中這種情況幾乎沒(méi)有發(fā)生，因為過(guò)去三四年來(lái)，許多這類(lèi)公司實(shí)質(zhì)上加強了他們的設計團隊，在其系統設計中繼續沿用明顯以ASIC為中心的路線(xiàn)，這樣他們可以在競爭日趨激烈的市場(chǎng)維持與其競爭對手最大程度的差異化。然而，ASIC領(lǐng)域正經(jīng)歷大幅變革，OEM必須相對地回應此種變革。 在從事ASIC應用時(shí)需要考慮多種因素，以確保集成ASIC的系統設計盡可能有效，同時(shí)將相關(guān)成本及開(kāi)發(fā)時(shí)間保持在最低限度，下文將就此點(diǎn)予以討論。 一般而言，任何ASIC應用涉及到的關(guān)鍵參數不外乎性能、功率、晶片尺寸、單位成本、功能、非重復性工程(NRE)費用及上市時(shí)間等問(wèn)題。設計中可以進(jìn)行多種不同的折衷取舍，以強化其中的某個(gè)或多個(gè)參數。但顯而易見(jiàn)的是，如果客戶(hù)希望看到ASIC某方面特性增強，就會(huì )在其他特性方面作出犧牲。例如，在可攜式消費類(lèi)設計中，將ASIC功率保持盡可能低被認為極有好處，這樣能夠延長(cháng)終端產(chǎn)品的電池使用時(shí)間。此外，這類(lèi)設計中很可能也要顧及空間限制；如果要充分滿(mǎn)足這兩項需求，那么就必須在其他方面作出一些折衷，如設計能夠支持的功能的廣泛程度，或是ASIC的工作速度。 雖然程序邏輯已被用作標準單元技術(shù)的替代技術(shù)，但實(shí)際上，分區程序邏輯快(FPGA)無(wú)法提供ASIC的功能。FPGA擁有對設計進(jìn)行修改的彈性，如在開(kāi)發(fā)過(guò)程中修改十，提供早期硬體原型能力、或是使用軟體開(kāi)發(fā)工具來(lái)修改以降低風(fēng)險，抑或在終端產(chǎn)品需要翻修的較晚階段來(lái)修改。但當涉及到ASIC才具有的那種最佳化時(shí)，FPGA就無(wú)法勝任了。如果工程師的設計基于任何FPGA系列，那么他們將會(huì )面臨FPGA系列中不同晶片尺寸、提供的查找表(LUTs)數量等因素的限制。使用ASIC時(shí)，情況就完全不同了—系統設計人員實(shí)際上擁有一塊空白畫(huà)布。當涉及到電路板空間利用、功率預算、工作速度等參數時(shí)，ASIC就有更寬廣的余地了—所有必須作出的決策不過(guò)是這些參數中哪些擁有最高優(yōu)先順序。當然，在許多案例中，系統設計希望它們同時(shí)都具有最高優(yōu)先順序，這就是為什么磋商諮詢(xún)至關(guān)重要。過(guò)去，在A(yíng)SIC設計及應用期間，系統設計人員與其他方面工作人員極少對話(huà)溝通。但隨著(zhù)設計的程度更趨復雜、更嚴格的時(shí)間及成本約束，再加上涉及到的性能需求，表示這種缺乏對話(huà)的方式不再可取。在設計最初階段，相關(guān)各方之間就應該進(jìn)行詳細討論；這可能包括制程技術(shù)選擇的討論，因為制程技術(shù)對ASIC開(kāi)發(fā)的范疇以及可能應用的功能有極大影響。這表示客戶(hù)知悉能夠達到什么的結果，他們的期望也可以保持受到控制—因而專(zhuān)案可以根據日程來(lái)完成，而且可以避免耗費不菲的設計返工(re-spin)。 在許多情況下，系統設計人員透過(guò)使用標準來(lái)定義系統互連，處理器子系統及外部介面的方式，因應如今影響ASIC應用的問(wèn)題。有些流行的處理器與子系統共用相同的互連匯流排—因而使代碼能從一個(gè)裝置移植到另一個(gè)裝置，相容帶有可驗證標準(如PCI Express、乙太網(wǎng)或MIPI)的高速互連介面協(xié)定的智慧財產(chǎn)產(chǎn)權(IP)模組使系統設計人員能夠利用標準物理介面及控制器模組，且知道一旦ASIC投產(chǎn)后不會(huì )有相容性問(wèn)題。也有許多高頻寬記憶體介面標準，以及可以在設計中充分利用的經(jīng)過(guò)矽片驗證的介面。這些標準的應用推動(dòng)了在A(yíng)SIC設計中復用經(jīng)過(guò)驗證的IP模組，因而降低可能在技術(shù)上或財務(wù)上出現妨礙專(zhuān)案的錯誤之風(fēng)險。在通常情況下，客戶(hù)會(huì )過(guò)高估他們對于A(yíng)SIC設計的需求；他們會(huì )要求加入高性能處理器內核(如ARM Cortex A系列及PowerPC 460)或高速串列介面(如USB 3.0)，實(shí)際上若對規格的高期望稍稍降低時(shí)，便能發(fā)現不僅是ASIC夠用，同時(shí)還能縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間或降低高昂的NRE費用。 當今的系統架構師及設計人員必須作出一些困難的抉擇；傳統想法是他們可以決定自己完成全部的應用工作，并管理制造、封裝及測試流程，或是可以另行與小型設計公司或代工廠(chǎng)合作，以滿(mǎn)足他們的系統要求。雖然第二種方式表示他們可以省去部分相關(guān)事務(wù)，但在現實(shí)中，系統設計人員仍需面臨監督設計流程、以及封裝和測試的需求，因為這期間任何的差錯都可能表示會(huì )浪費投資。 對于OEM而言，在使用設計公司及代工廠(chǎng)組合、或嘗試使用內部工程團隊來(lái)承擔ASIC設計工作之外的另一選擇，就是與擁有成熟ASIC業(yè)務(wù)的半導體制造商/供應商合作。雖然近年來(lái)經(jīng)營(yíng)此類(lèi)業(yè)務(wù)的半導體公司數量越來(lái)越有限，但仍有公司提供全面的ASIC應用服務(wù)。沿著(zhù)這條路線(xiàn)，OEM能夠運用此制造商/供應商采用不同制程來(lái)工作的經(jīng)驗，這樣可以選擇最適合的系列特定應用要求，并知悉什么樣的特別IP模組可以理想的被組合運用，從而提升系統總體性能。例如，對于此前的設計專(zhuān)案而言，可能已經(jīng)弄清在使用某種制程技術(shù)為ASIC設計增加互連功能時(shí)，某些媒體存取控制器(MAC)和實(shí)體層(PHY) IP模組系列非常有效。此外，雖然ASIC擁有比其他可選IC方案更高程度的應用安全性，但業(yè)界越來(lái)越為仿冒產(chǎn)品感到焦慮。因此，至關(guān)重要的是OEM明瞭這可能會(huì )帶來(lái)的商業(yè)影響，這就增強了他們聯(lián)絡(luò )能夠防免此類(lèi)問(wèn)題的公司的動(dòng)力。 跟商業(yè)及技術(shù)相關(guān)的種種壓力，已經(jīng)驅使OEM在進(jìn)行使用ASIC的新系統設計時(shí)，大幅變更他們采取的策略。安森美半導體積極因應ASIC市場(chǎng)的變化，使用從自有晶圓廠(chǎng)及相關(guān)代工合作夥伴晶圓廠(chǎng)的多種先進(jìn)技術(shù)，為客戶(hù)提供ASIC應用服務(wù)及半導體制造專(zhuān)業(yè)知識和技術(shù)。安森美半導體還能使客戶(hù)接觸到其技術(shù)精進(jìn)的IP專(zhuān)家，這樣系統設計人員在處理性能、功率、成本及功能等的折衷時(shí)，便能作出最明智的決策，這表示他們的系統針對意欲執行的特別任務(wù)進(jìn)行了充分最佳化。 來(lái)源：安森美半導體 |
