嵌入式:传统芯片设计模式的痛点

2018-05-16 09:53:19 嵌入式开发中心 93

一直以来,软件行业有“不要重新发明轮子”的说法,因为软件行业可以方便地实现设计复用,之前设计的代码可以方便地使用到新的设计中。而开源项目的出现更是加快了软件行业的开发周期,因为公司只需要把主要精力集中到整体项目中最核心的那部分就行,其他的周边都可以用开源代码完成,避免了反复劳动,大大提升了效率。主板定制

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开源不仅对公司有利,对于整体工程师社区也很有帮助,因为工程师可以用业余时间去做开源项目,这样能大大开阔其技术视野并紧跟技术前沿潮流,并且通过开源项目可以与其他工程师交流。因此,我们看到的软件行业是一个快速实施,快速迭代且工程师社区相当健全的行业,这一切都离不开开源项目的支持。

芯片行业就远远不是这样。与软件项目相比,芯片设计出了bug很难有补救的机会,因此每个模块的设计和验证都要付出很大代价,这也让开源项目在传统芯片行业难以找到位置。设计复用的概念一般仅存在于同一家公司之中,根本不存在软件行业这样的全行业设计复用,因此新公司成立时往往要首先自己把轮子造一遍,这就大大降低了芯片设计行业的整体效率。

在过去的十几年里,半导体芯片行业的趋势还是打造一个能兼容大部分应用的大一统平台(例如PC时代的Intel处理器以及移动时代的Qualcomm Snapdragon),并且该平台随着半导体工艺节点的改进能跟上应用的需求。打造通用平台式大芯片的厂商通常是半导体巨头,整个公司都围绕一两款核心产品,而且有雄厚的实力能支持基础模块的独立研发和维护, 因此设计复用不是大问题。然而,随着摩尔定律接近尾声,这样的通用型平台芯片的性能已经难以改进,难以跟上应用需求的不断进步。取而代之的是异构计算的模式——针对每个应用都有专门优化的从底层硬件到上层软件接口设计,从而保证用底层芯片和硬件级设计上的更新(而不是靠半导体工艺的革新)来跟上应用需求的提升。

这样一来,整个芯片市场就不再是围绕一两款核心芯片平台展开,而是会成为一个长尾市场,各路小公司纷纷出现占领各种应用市场,而大公司也不能再围绕一两款产品而必须拉长战线开发各类产品。

物联网就是一个典型的此类市场,对于功耗的严格限制使得效率较低的通用平台无法满足物联网应用,而取而代之的是为各种应用量身定做的芯片。因此,传统芯片设计流程中的设计复用问题在摩尔定律走到瓶颈的时候就成了一个大问题,如何在设计定制化芯片的时候尽可能复用之前已经有人做过的设计,而只在核心要点上做定制以减小设计成本加速上市时间成了半导体公司的痛点,尤其是资源非常有限的小公司。

可以说,在异构计算的时代,能满足市场各种细分需求的半导体小公司将成为整个半导体生态中非常重要的一环。这些小公司犹如森林里的灌木丛,虽然不像巨头一样是半导体行业的标志性苍天巨木,但是整个森林生态能否繁荣却很大程度上取决于灌木丛能否健康生长。而现在的开源芯片,就是这些灌木丛的养料——可以说,开源芯片生态有可能是决定未来半导体行业能否继续繁荣的关键!





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