2013年暮春硅谷纪行:嵌入式软件是EDA领域的下一场革命

2013-05-02 22:52:26来源: 技术在线
    嵌入式软件EDA领域的下一场革命

       随着芯片设计和系统复杂度的不断增长,软件代码量越来越大,所需的软件设计师也成倍增加。即便如此,仍有60%的嵌入式软件项目无法按计划完成,或被迫取消。因此,设计界对EDA工具的期待更加强烈。

       从流片前的虚拟原型设计、模拟、FPGA原型,到流片后的首批硅片及参考设计,都需要加速开发的工具支持。

       Mentor董事会主席兼CEO Wally Rhines在峰会上指出:“嵌入式软件将是EDA领域的下一场革命。”

       Mentor公布了其所开发的嵌入式软件工具Sourcery CodeBench虚拟版,这套EDA工具包括IDE和创建工具、GNU编译器、调试器及分析器等。

       Mentor嵌入式软件部总经理Glenn Perry(见图1)表示,“软硬件开发正深深地结合在一起,并有着独特的规则。让软件设计师用硬件设计工具就像让水暖工在安装水槽时用电工的钳子。尊重每条规则的独特性很关键。Sourcery CodeBench虚拟版充分利用硬件设计工具实现了纯软件开发环境。软件设计师在流片前后均可在虚拟原型和仿真平台上开发、调试及优化软件栈。”

       Sourcery CodeBench虚拟版有4项优势:①其与Vista虚拟原型高速仿真平台集成,可以显示出功耗和高速缓存状态等硬件分析,及相关的软件执行流程。②可在硬件设计早期进行软件调试,已加速芯片上市时间。③软硬件设计团队还可利用该虚拟版工具进行协同设计,以便在硬件验证较早阶段及时发现并解决出现的问题。④另外,为了避免在收到硬件原型板时,还要等着软件开始开发的尴尬情况,借助Sourcery CodeBench虚拟版,软件团队可以提前介入,准备软件测试后期的工作。

硅片架构设计工具的未来之星


       Algotochip是一家由日本日东电工投资,2009年9月成立,总部设在美国加州桑尼维尔的私人公司。其核心技术是可在8~16周内,把C语言算法文件转换成硅片GDSII数据文件的“蓝盒子”设计工具(技术详情请参阅拙文《2012的硅谷在徘徊中缓慢前行(五)》。


图2 Algotochip的CTO暨创始人Satish Padmanabhan        Algotochip的CTO暨创始人Satish Padmanabhan(见图2)表示,软件设计和集成的IP越来越多,设计成本不断上升、首次设计项目减少、设计周期延长,市场机会减少、产品生命周期缩短,是目前SoC设计面临的重大挑战。

       首次尝试设计软件成本已超出硅片设计成本,并将在每个新工艺节点比硅片设计成本增幅更大。这减缓了SoC、ASIC和FPGA首次设计尝试的步伐。市场对新设备架构设计尝试的呼声越来越高,但主要瓶颈是高昂的设计成本。

       Padmanabhan 称:“Algotochip设计工具可缩短设计周期,并降低工程开发成本。例如,中等复杂SoC的设计周期可以从通常的12~18个月缩短到8~12个星期,这意味着市场成型的同时,产品就可以发货了。相应地,设计成本也会大幅降低。今后,将与ARM和Tensilica等IP厂商共同建立一个更加完善、健康的生态系统。”

       他表示,LTE和4G(如Turbo译码器)、智能电网及IP块供应商等是其目标市场。2013年,市场投资将出现较大增长。目前已在中国开展销售业务。

       4G Turbo译码器架构演进中遇到的技术问题如图3所示。Turbo译码器的最终芯片架构如图4所示,运行在该架构上的应用软件也已创建好。其中,工具流程已经按应用要求创建了存储器实例和互连。例如,FFT功能块可直接向通道评估的局部存储器发送数据,而不用回到CPU的存储器。与CPU基本数据存储器的连接如图中的红色箭头所示。从这点来看,设计已被精确时序估计划分为软硬件功能块。正确的RTL和C代码功能块也分别为综合和软件设计团队准备好了。从收到客户的原始C代码至此,只用了4个星期。


图3 4G Turbo译码器架构演进中的技术问题

图4 4G Turbo译码器的最终芯片架构框图。其中,蓝色功能框是不可编程硬件加速器

被收购的技术狂人
       美国当地时间4月16日,本届电子峰会进行的第二天,我们已从网上得知前一天波士顿马拉松赛期间发生了两起爆炸事件。听到峰会主办方在会上说Tensilica创始人暨CTO Chris Rowen(见图5)当时正在波士顿,大家不禁都为他的安全表示担心。但当4月17日峰会的首场演讲开始,Rowen出现在讲台上时,我们一直提着的心顿时放下了。Rowen表情严肃地告诉大家,他非常幸运地躲过了那令人恐怖的一劫。

       他在演讲中首先提到了被Cadence收购一事,认为Tensilica面向音视频和基带等应用的可配置数据平面处理单元(DPU)对Cadence现有的模拟、混合信号和数字IP是很好的补充,会为客户带来更多的价值。

       Tensilica1最新技术是图像和视频数据处理器(IVP),具有为高吞吐量8、16或32位像素处理优化的指令集、存储器系统和数据类型。面向低功耗移动终端、平板电脑、数字电视、汽车、视频游戏及计算机视觉应用。第三方开发的应用包括多帧图像捕捉、3D降噪滤波器、视频稳定、人脸识别与跟踪和手势识别等。

       演讲结束后,笔者在专访Rowen时,先拿出了两本书,中译本和英文原文各一本,是他近10年前写的《复杂SoC设计》专著。笔者表示,作为一名专业技术编辑,出于学习目的,已拜读过几遍了,但是很多艰涩的技术细节很难看懂。他笑着说:“我写这本书时,针对专业设计师特意放了大量芯片设计的技术原理和描述。你把那些难懂的部分跳过去看,会好一些。”

       笔者问Rowen:Tensilica是你亲手创建的公司,可以说像是自己的孩子一样。作为一名技术狂人,已经为其倾注了15年多的心血。要是继续经营,有朝一日如能登陆NASDAQ,就可以实现当初创建公司时的理想。现在就这么给卖了,是怎么想的?情感上能接受吗?是你主动卖的吗?

       他再次大笑着回答(图5的照片就是笔者此时给他拍的):“被收购已经是事实了。Cadence是一家非常有进取心的(aggressive)公司,一直有很大的抱负,渴望更加壮大、成功。这次是它先主动接触我们的。Cadence既有大量优秀的设计技术,也有很多商业机会,我们两者是最好的互补。而且从不少客户那边传来的对此事的反馈,也都是非常积极的。”

       他接着说道:“正如你所讲,Tensilica确实就像是我的一个孩子,从感情上肯定舍不得。但它又是我曾投入了大量精力的一个公司,当初我们避开通用CPU,选择了可配置处理器技术的差异化竞争战略和商业模式,瞄准音频DSP等市场。从公司角度,对收购更需要理性(rational)。从创造更多价值、财务及战略机会等方面考虑,如果有更具吸引力的机会,当然也是一个很好的选择。3.8亿美元应该是个很不错的交易了。”

       这一点从参加峰会的其他厂商那里得到了部分印证。午餐聊起此事时,笔者从一位著名公司的董事长脸上看到了既羡慕又带有些许嫉妒的表情。

       笔者问:今后,Tensilica会是独立运作吗?Rowen表示,现在只是完成了法律层面上的收购,关于未来发展的更多细节,如何操作,还有待我们双方进一步仔细讨论。他强调:“有一点可以肯定,这不意味着Tensilica散伙了(disbanded)。相反,我们会继续沿着以往的技术路线发展,开发更多市场需要的技术。”

       谈到对今后技术领域的预测,Rowen认为,FinFET工艺、移动互联、多媒体、云计算、聚合数据、即时通信、内容安全、海量存储和分布式计算等,前景广阔,将会获得稳健发展。Tensilica也会以音视频、图像、无线等的IP技术优势,继续保持对成功的渴望(appetite)。(记者 恩平)

关键字:嵌入式软件  EDA

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/0502/article_21647.html
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