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可配置处理器技术支持中国IC设计业的发展

作者:Tensilica公司 李冉  时间:2005-11-07 12:20  来源:本站原创

引言
PC 机上功能强大的芯片,能够使上网冲浪、刻录光盘、网上聊天、制作 PowerPoint 文件等工作几乎同时完成。但对于手机、数码相机等专用设备而言,使用这种芯片未免小题大做;而对于网络存储和路由器设备,该芯片又难以胜任。工程师往往需要耗费几年的时间才能研制出此类设备的专用芯片,但随着芯片的日益复杂,这一研发过程正在变得愈发艰难。

可配置处理器技术
Tensilica 公司开发的可配置处理器技术为此课题探明了出路。尽管该技术在进入市场的过程中许多人还比较陌生,但这些都无阻于可配置处理器专利技术迅速被市场认可并广泛应用于各种领域。目前该技术已应用于Cisco、Broadcom、Marvell、EMC的网络设备, 惠普、爱普生、佳能最新的激光打印机, Motorola、LG的最新手机, 富士通的数码相机以及NEC的无线基站等多种设备中。
Tensilica提供的可配置处理器技术包括Xtensa处理器内核, 并附有相应处理器开发工具。设计人员能通过选择配置处理器的内部功能模块,依据应用的需要扩展处理器的指令、寄存器、存储接口等方法独立掌握处理器的设计。 通过使用可配置处理器及设计工具, 设计人员能够针对自己的应用和需求定制出最合适的高性能、低功耗的处理器内核及相应的软件开发工具。
各种专用芯片均可在可配置处理器技术基础上加以设计,IC设计公司仅需把要实现的功能集成到芯片中即可,从而省去长达数年的设计时间。而且,与标准芯片相比,这种定制化芯片在速度、体积和能耗方面有了 10 倍、甚至多达 100 倍的改进。目前已有 70 余家著名公司在应用这项专利技术。
  
应用实例
利用手机播放电视一直被认为是3G发展的重要应用。DMB即为韩国制定的相应标准。在这项技术领域里, LG和三星展开激烈竞争,而LG最终胜出,通过使用Tensilica的专利技术,推出了世界首款DMB手机。LG正是利用该技术在4个月内完成了复杂而又关键的DMB功能芯片的设计, 明显缩短了该项复杂SoC芯片的开发周期。
Cisco CRS-1是世界最快的路由器,能将系统容量扩展到92Tbps,一款CRS-1系统能够为每个美国家庭提供850 Kbps的连接,能够在4.6s内完成美国国会图书馆所有存储资料的传输,并能够支持每秒30亿个电话呼叫。该款创新产品的硬件核心是Cisco公司的硅分组处理器(第一个可编程的40Gbps ASIC芯片), 而该处理器正是基于Tensilica的可配置处理器技术,其内部使用了将近200个可配置处理器内核以支持复杂的网络处理需求。而一个满配置的系统会使用超过100万个Xtensa可配置处理器核心。通过Tensilica的可配置处理器技术帮助硅分组处理器达到了兼顾高性能和软件编程灵活性的需求,同时极大地缩短了如此复杂的SoC芯片开发周期。
  
对中国本土IC设计的意义
中国在加大对国外IC IP保护的同时,也在考虑保护本土企业的IP。伴随着本土企业设计能力的增强和拥有自主IP标准(比如AVS/EVD/TD-SCDMA/)的不断完善,这方面的需求将会与日俱增。
在传统意义上, 软/硬件领域创建和保护IP的主要方法有两种,其一是在现有的芯片或处理器内核上使用软件加密技术;其二是用RTL语言开发纯硬件模块IP。
在第一种方法中, 客户的IP只能体现在软件上, 而在没有硬件专利技术保护的情况下试图很好地保护自己的IP将十分困难。在第二种方法中, 尽管客户的IP能被很好地保护, 但开发周期相当漫长(可能是几年), 并且由于不具备软件编程的灵活性, IP一旦设计出来, 很难修改和添加新功能。
与之相比,可配置处理器技术为本地客户带来了创建和保护IP的全新方法,通过对Xtensa处理器内核进行配置和扩展, 客户能够快速定制出针对自己应用的全新处理器内核。 这给设计者带来了很多好处,该内核不仅配合应用软件在软硬件两方面允许客户快捷同步地添加自己的IP,而且由于处理器内核的硬件设计是通过有针对性的定制而得到的,从而,该专利技术可以被很好地用来快速创建和保护本土企业自己的IP。
  
结语
可配置处理器专利技术颠覆了传统SoC的设计方法,通过在各种复杂的SoC芯片设计中的广泛应用, 对本土IC设计企业快速设计SoC和保护自己IP的积极意义将越来越明显。

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