2007年十大熱門EDA議題
Gary Smith EDA公司創始人和首席分析師Gary Smith (Smith為資深EDA產業分析師曾任Gartner Dataquest的首席EDA分析師,直到2006年10月該公司突然宣佈裁撤其CAD研究組),提出了2007年電子設計產業的十大熱門話題。Smith認為,從重要性而言,這十大熱門話題並沒有特別優先順序,而事實上其中最值得注意的是第十名──多核心設計。
1. 電子設計(Electronic design):轉捩點依然存在
Smith一直提到EDA產業因轉向電子系統級設計(ESL) 所帶來的「轉捩點」問題。這種轉捩點由IC實體設計流程中的可製造性設計(DFM)的各種要求混合而成。Smith說明,這種情況類似於20世紀80年 代,當時出現了向RTL設計和合成轉移的趨勢,Cadence Design System並藉此機會推出了新一代的IC CAD工具。
2. ESL:由半導體設計主導的市場,正朝向由嵌入式FPGA/微處理器設計所主導的市場轉移
Smith表示,目前使用ESL工具的設計工程師有三大族群──系統級晶片(SoC) 設計工程師、系統設計工程師,和嚴格的嵌入式系統設計工程師。他認為,系統設計工程師正開始把FPGA與微控制器結合起來使用。「看來半導體這一族群體可 能僅佔22%的營收,」Smith說:「如果市場真的起飛,主要的玩家將是嵌入式設計工程師。此外嵌入式和系統設計工程師的數量可能將平分秋色。」
3. DFM/DFY:真正的DFM會出現嗎?
Smith表示,Clear Shape Technologies在2006年11月推出了InShape和OutPerform工具,這是首款問世之真正的DFM工具:「它是第一種針對設計工 程師的DFM工具;所有其它工具都是後GDSII (post-GDSII)工具。」他指出,良率設計(Design for yield,DFY)是一種後GDSII工具,其用途是協助作出改善良率的設計變更。
4. 第二代SoC:軟體才是關鍵
在2006年7月設計自動化研討會(DAC)上,Smith在一場演講中強調說,SoC設計中面臨的最大問題是嵌入式軟體開發,他告知聽眾:「真正的挑戰是軟體(參考連結)。」現在Smith則表示,以上訊息已經傳遞到半導體和ASSP公司:「我們所看到的是ASSP和ASIC公司聘請越來越多的軟體設計工程師而非硬體工程師,他們確實已經體認到這個問題的重要性。」
5. IP的應用:我們將達到80-90%的晶片面積目標嗎?
「當我們在20世紀的90年代末期首次檢視IP領域時,人們認為IP將佔晶片面積的80~90%,」Smith表 示:「在過去的4年中, IP佔晶片面積的比例一直在55%到77%之間徘徊。」他認為,即將投入IP市場的無晶圓廠IC設計公司將會是突破該比例瓶頸的關鍵:「這會成為一種潮 流,並且可能創造在晶片上整合更多IP的解決方案。」
6. 類比/RF:是否將誕生一家新的大公司推動新的類比/客製化設計方法轉移?
Smith認為出現上述狀況的可能性確實存在,但這樣一家公司必須具備在暫存器傳輸等級(register- transfer level)就具備設計能力,以便ASIC設計工程師能夠利用它們進行類比設計。而目前Smith認為:「沒有所需的自動實體設計(automated physical design),也沒有可供轉向RTL的閘級網表(gate-level netlist)。」迄今已出現的類比「合成(synthesis)」工具實際上是目標編譯器(target compilers),他說。
7. ASIC設計:全球化效應並非僅將中國與印度帶進現有的ASIC設計領域。
「突然間全球各地都在進行IC設計,」Smith表示:「南非、巴西、保加利亞、羅馬尼亞、亞美尼亞──IC設計可 以在世界各國進行,網際 網路容許這種爆炸式的設計成為現實。半導體公司如何因應這種情況?網路可能是一個途徑,但我認為並非是最終的解決方案,業者仍需在各地設立實體據點。」
8. FPGA:FPGA進化成系統開發的平台
關於FPGA有兩個發展趨勢,Smith指出,首先FPGA的規模已經擴張到可容納完整的系統;其次FPGA設計已經成為ESL工具的主要市場。
9. 委外代工設計:對外包和設計價值鏈要萬分小心!
全球化不是問題所在,Smith表示,關鍵是如果把設計案送到外包設計公司,其中的知識產權問題如何歸屬?「法律對 此的規範並不明確,但各 種跡象顯示,如果將設計案委託給代工業者,而且是在海外,那這家代工業者肯定有權利進行一模一樣的設計。」而他指出,接下來可能發生的結果就是委外代工的 公司失去了對IP的控制,因為不具備自有的工程專家,所以代工業者反而成為競爭者。
10. 多核心設計:Moore與Von Neumann可能使一家公司分裂
這個議題在十大EDA話題中可能排名第十,但Smith表示,這可能是最重要的趨勢;他指出,同質多核心設計 (homogenous multicore designs)問題在於:「通用型電腦領域的風險很高,在平行處理潮流消退以前,搞不好只能做出4款處理器。」而特殊應用伺服器也於焉誕生,如Sun的 Niagara。「這代表我們解決了特殊應用電腦的問題嗎?或是在通用運算領域找到了新出路?」Smith表示:「這正是軟體工程師所關注的問題,我們確 實需要放棄C語言,轉而採用協同設計語言。」
Smith表示,在採用異種(heterogeneous)多核心元件方面:「我們使用的是Padded Cell技術。例如再手機的設計上,先取得一個核心引擎並整合在晶片上,然後把它隔離;接下來是加上一個路瀏覽器,然後又把它跟其他部份隔開。為了在 SoC上整合各種智慧型應用,日本人做了不少努力,但就是缺乏軟體工具,而且用C語言來做協同設計並不容易。」
不過Green Hills Software公司是一個例外,該公司正為多處理器設計提供除錯工具。這家軟體供應商「忽略」了異種多核心問題,Smith指出:「這種做法可能會導致 整個電子市場的崩裂,如果不解決協同設計問題,我們所能做的一切就是建構更多的Padded Cell設計或僅僅往上堆疊大量的記憶體。而非常複雜精密的設計也必將被迫中止。」
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