XMOS颠覆ASIC与FPGA设计思维发表SDS软件化芯片

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  XMOS Semiconductor于12月中旬发表芯片新类别:Software Defined Silicon (SDS, 软件化芯片),此为可编程半导体兼具ASIC的低价优势及FPGA的设计弹性的优点。XMOS宣布其硅晶及 beta 设计工具业经测试,测试芯片并已由台积电透过90nmG 制程生产。 该公司针对可配置半导体组件所提供的创新多处理器方法,为广泛的消费性应用提供了全新层次的弹性与低成本优势。
  XMOS 成立于2005年7月,由布里斯托大学信息科学系教授David May、 以及Oxford Semiconductor 前执行长James Foster组成的团队共同创立。该公司总部位于英国布里斯托,为一家私有公司,于2005年及2006年获得Amadeus Capital Partners 、DFJ Esprit、The Sulis Seedcorn Fund 及其私人投资者之150万英磅的种子基金。2007年再由新投资者Foundation Capital 及现有投资者Foundation Capital Partners及 DFJ Esprit 获得1,600万美元之Series A 创投基金挹注。
  XMOS认为SDS是芯片设计业的创新产品,其特点来自于处理、控制及连接等部分。最重要的是多执行绪处理器设计,单一周期脉络在不同执行绪中转换,每个执行绪独立完成任务,没有stack delays。其次是事件趋动运算,这些处理器能与I/O接脚和数据串流密切配合,Timers/counters在特定时间由事件来趋动,如此可减少耗电量及将处理器效能提升到最高。在控制的部分,SDS提供非常精准以时间为基础的控制器,同时也提供一个同步器,这个同步器在多执行绪的系统中,是必要的。这也突显出ASIC做多个执行绪时的困难。
  


  XMOS 技术核心为一称为XCore 之精简、事件驱动(event-driven ) 、多执行绪处理器。该公司宣称透过以达8个执行绪分享500MIPs 运算能力,这8个执行绪约当于8个处理器,XCore 引擎可轻易地导入一系列复杂的硬件功能。其运算及控制功能可透过广为熟知的嵌入式软件设计流程存取,设计者透过设计工具的协助,可运用C语言迅速地将white-board功能规格绘入硅晶中,这个过程只需要秒钟,然而若使用ASIC或FPGA的话,可能要跑几天或几个小时。XCore 处理器透过一事件驱动之输出/入端口紧密地与外界连结,而执行绪交互通讯则透过能使执行绪及XCores 于硬件层交互作用之通道机制-XLink进行。这些介于实体世界及处理器引擎间的桥梁,为软件设计者及硬件工程师提供了一个接口。
  由C语言写成的软件和XCore兼容,工程师在加进ARM或MIPS等IP时,不需要另外购买特定的软件,但是工程师可能会向其合作厂商购买软件组件,以使得产品开发时程顺畅。未来XMOS也会致力于与软件组件厂商的合作,以提供更好的产品服务给客户。然而针对想要自行开发软件组件的客户而言,该公司也会提供必要的工具去协助客户。
  XMOS的统一设计歩骤首先是分割任务,再将其分配到不同的执行绪中,如控制处理 (MIPS)、DSP (MSPS)及I/O (Mbps),再依执行绪的要求去选择目标对象,接着藉由连接的方式将之前已开发好的软件IP组件整合进来,最后进行除错,软件组件也可进行IP 重复使用、设计整合及升级等功能。
  XMOS 总裁暨执行长 James Foster 表示:“我们估计全球大学正为每位硬件工程师提供20~30 位软件设计者,这并不令人意外,因产品差异化的责任大量地依赖于软件领域。透过发表此可存取及广为熟知的处理器架构,并紧密耦合事件驱动系统及多执行绪原理,我们正提供今日硅晶设计者其真正所需之工具。”
  第一代XMOS SDS 芯片之设计工具及工程样品将于2008年上半年供应,并预计于之后的1-2季进行量产。 为抢攻大众市场,相关组件之定价范围将于 $1-$10 美元间。
  XMOS 营销执行副总裁Richard Terrill表示:ASIC的芯片,经过设计、开光罩、生产、测试等流程到上市,大约需要1-2年的时间,然而美国CES的展览却要求每3个月就有新产品面市,这样时间,ASIC芯片根本无法因应这样快速的变动。拥有高效能的SDS芯片为何要进军低价大众市场? XMOS对此答复:经过长时间的市场分析研究,并请教客户的意见,最后发现真正的市场机会存在于低成本程序设计中。这块市场非常庞大,大约有几百万美金的规模,但是却没有什么人在这儿提供产品及服务。这也是为什么XMOS要定位为SDS研发厂商,并开发SDS产品。SDS这款智能型芯片的主要应用市场是机顶盒、家用网络、面板及显示器控制、行动装置,XMOS最看好数字电视及机顶盒市场,因为这两项产品的功能持续增加中。
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