來源:中國工業電器網
時間:2015-10-13 00:00:00
電子係統層級(ESL)和高階合成(HLS)方案試圖以硬件取代軟件。在過去,由於軟件內容不多、產品製備不容易延滯,開發業者會先設計硬件,再完成軟件設計。時至今日,軟件內容大增,軟件設計逐漸比硬件占更多時間與成本,且是產品功能重要實現關鍵。
軟件功能受到重視之甚,使得硬件開始被視為支援軟件最佳化之平台。現在許多開發業者會先設計軟件,並依據成本、功耗、存儲器容量、體積等軟件效能限製,去建造支援該軟件的硬件設計。
軟、硬件不隻是技術層麵需要顧及,還牽涉到公司結構問題,傳統公司部門分化根深蒂固,而組織須將整體係統列入考量而非單純優化軟件或硬件。
電子係統層級(ESL)技術和高階合成(High Level Synthesis;HLS)解決方案無法解決此問題,因為這些解決方案試圖以硬件取代軟件。
雖然產業對於軟件設計複雜度、原型、驗證品質等要求提升使成本大增,不過進階驗證方法、大規模IP廣泛應用、複雜性轉移至軟件、數位與類比工具演進等現象,都使得設計成本相對降低。
而物聯網(IoT)興起也創造許多新的產業結構需求,帶來包括小規模設計與彈性成本等不同機會,更使人們對於區塊創造與整合自動化、全芯片驗證、平台程式設計的需求大幅提升。
此外,物聯網新進公司不見得需要習得電子設計技能。在很多情況下,軟、硬件最佳化是橫跨整體產業的挑戰,並不隻是IC設計者或組織內部門單方麵的問題,因此,IC設計者得顧及整體產業格局,也得提升芯片抽象化層次。
在硬件設計專案流程初期,可透過不同開發工具來提早執行軟件整合與抽象化,例如軟件開發工具(SDK)、虛擬平台(Virtual Platform)、RTL模擬、模擬(Emulation)、以FPGA為基礎的客製化原型建造(custom-built FPGA-based prototypes)、運用實際芯片開發版來開發軟件等等。
許多產業人士認為,3D整合硬件構裝設計趨 近成熟,將是符合成本效益之解決方案。智能型係統體積持續縮小後,應用裝置則愈來愈需要將不同技術密集整合於小型封包,包括類比、數位、射頻(RF)、微 機電係統(MEMS)等等,能提供更高的連接頻寬、更低延遲性、更大模組化與異質化。
台積電立下長期計劃,欲以3D超級芯片整合技術模擬人腦運作方式。台積電曾於2013年指出,希望以20瓦特功率達到此目標,不過,要達到該整合技術目標,就表示還要比現有芯片技術縮小200倍,預估要等到2028年2納米節點製程時才有機會實現。
係統級設計師一旦解決3D 整合技術的功率消耗(power dissipation)、溫度、連接度(interconnectivity)、穩定性等問題後,即可獲得效能與功能提升優勢。
未來數年內,愈來愈多電子設計自動化(EDA)工具將從硬件、軟件、係統等層麵,影響整體產業的微觀、宏觀設計。不過單靠EDA工具難以解決所有問題,因此EDA、軟件、係統、硬件製造與組裝公司都可能相互購並,以聯手推出有效解決方案。