隨著芯片設(shè)計(jì)和系統(tǒng)復(fù)雜度的不斷增長(zhǎng)，軟件代碼量越來(lái)越大，所需的軟件設(shè)計(jì)師也成倍增加。即便如此，仍有60%的嵌入式軟件項(xiàng)目無(wú)法按計(jì)劃完成，或被迫取消。因此，設(shè)計(jì)界對(duì)EDA工具的期待更加強(qiáng)烈。

從流片前的虛擬原型設(shè)計(jì)、模擬、FPGA原型，到流片后的首批硅片及參考設(shè)計(jì)，都需要加速開(kāi)發(fā)的工具支持。

Mentor董事會(huì)主席兼CEO Wally Rhines在峰會(huì)上指出：“嵌入式軟件將是EDA領(lǐng)域的下一場(chǎng)革命。”

Mentor公布了其所開(kāi)發(fā)的嵌入式軟件工具Sourcery CodeBench虛擬版，這套EDA工具包括IDE和創(chuàng)建工具、GNU編譯器、調(diào)試器及分析器等。

Mentor嵌入式軟件部總經(jīng)理Glenn Perry表示，“軟硬件開(kāi)發(fā)正深深地結(jié)合在一起，并有著獨(dú)特的規(guī)則。讓軟件設(shè)計(jì)師用硬件設(shè)計(jì)工具就像讓水暖工在安裝水槽時(shí)用電工的鉗子。尊重每條規(guī)則的獨(dú)特性很關(guān)鍵。Sourcery CodeBench虛擬版充分利用硬件設(shè)計(jì)工具實(shí)現(xiàn)了純軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。軟件設(shè)計(jì)師在流片前后均可在虛擬原型和仿真平臺(tái)上開(kāi)發(fā)、調(diào)試及優(yōu)化軟件棧。”

Sourcery CodeBench虛擬版有4項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：①其與Vista虛擬原型高速仿真平臺(tái)集成，可以顯示出功耗和高速緩存狀態(tài)等硬件分析，及相關(guān)的軟件執(zhí)行流程。②可在硬件設(shè)計(jì)早期進(jìn)行軟件調(diào)試，已加速芯片上市時(shí)間。③軟硬件設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還可利用該虛擬版工具進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，以便在硬件驗(yàn)證較早階段及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決出現(xiàn)的問(wèn)題。④另外，為了避免在收到硬件原型板時(shí)，還要等著軟件開(kāi)始開(kāi)發(fā)的尷尬情況，借助Sourcery CodeBench虛擬版，軟件團(tuán)隊(duì)可以提前介入，準(zhǔn)備軟件測(cè)試后期的工作。

硅片架構(gòu)設(shè)計(jì)工具的未來(lái)之星

Algotochip是一家由日本日東電工投資，2009年9月成立，總部設(shè)在美國(guó)加州桑尼維爾的私人公司。其核心技術(shù)是可在8~16周內(nèi)，把C語(yǔ)言算法文件轉(zhuǎn)換成硅片GDSII數(shù)據(jù)文件的“藍(lán)盒子”設(shè)計(jì)工具。

Algotochip的CTO暨創(chuàng)始人Satish Padmanabhan表示，軟件設(shè)計(jì)和集成的IP越來(lái)越多，設(shè)計(jì)成本不斷上升、首次設(shè)計(jì)項(xiàng)目減少、設(shè)計(jì)周期延長(zhǎng)，市場(chǎng)機(jī)會(huì)減少、產(chǎn)品生命周期縮短，是目前SoC設(shè)計(jì)面臨的重大挑戰(zhàn)。

首次嘗試設(shè)計(jì)軟件成本已超出硅片設(shè)計(jì)成本，并將在每個(gè)新工藝節(jié)點(diǎn)比硅片設(shè)計(jì)成本增幅更大。這減緩了SoC、ASIC和FPGA首次設(shè)計(jì)嘗試的步伐。市場(chǎng)對(duì)新設(shè)備架構(gòu)設(shè)計(jì)嘗試的呼聲越來(lái)越高，但主要瓶頸是高昂的設(shè)計(jì)成本。

Padmanabhan 稱(chēng)：“Algotochip設(shè)計(jì)工具可縮短設(shè)計(jì)周期，并降低工程開(kāi)發(fā)成本。例如，中等復(fù)雜SoC的設(shè)計(jì)周期可以從通常的12~18個(gè)月縮短到8~12個(gè)星期，這意味著市場(chǎng)成型的同時(shí)，產(chǎn)品就可以發(fā)貨了。相應(yīng)地，設(shè)計(jì)成本也會(huì)大幅降低。今后，將與ARM和Tensilica等IP廠(chǎng)商共同建立一個(gè)更加完善、健康的生態(tài)系統(tǒng)。”

他表示，LTE和4G(如Turbo譯碼器)、智能電網(wǎng)及IP塊供應(yīng)商等是其目標(biāo)市場(chǎng)。2013年，市場(chǎng)投資將出現(xiàn)較大增長(zhǎng)。目前已在中國(guó)開(kāi)展銷(xiāo)售業(yè)務(wù)。

4G Turbo譯碼器架構(gòu)演進(jìn)中遇到的技術(shù)問(wèn)題如圖3所示。Turbo譯碼器的最終芯片架構(gòu)如圖4所示，運(yùn)行在該架構(gòu)上的應(yīng)用軟件也已創(chuàng)建好。其中，工具流程已經(jīng)按應(yīng)用要求創(chuàng)建了存儲(chǔ)器實(shí)例和互連。例如，F(xiàn)FT功能塊可直接向通道評(píng)估的局部存儲(chǔ)器發(fā)送數(shù)據(jù)，而不用回到CPU的存儲(chǔ)器。與CPU基本數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的連接如圖中的紅色箭頭所示。從這點(diǎn)來(lái)看，設(shè)計(jì)已被精確時(shí)序估計(jì)劃分為軟硬件功能塊。正確的RTL和C代碼功能塊也分別為綜合和軟件設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備好了。從收到客戶(hù)的原始C代碼至此，只用了4個(gè)星期。

圖3 4G Turbo譯碼器架構(gòu)演進(jìn)中的技術(shù)問(wèn)題

圖4 4G Turbo譯碼器的最終芯片架構(gòu)框圖。其中，藍(lán)色功能框是不可編程的硬件加速器。

被收購(gòu)的技術(shù)狂人

美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月16日，本屆電子峰會(huì)進(jìn)行的第二天，我們已從網(wǎng)上得知前一天波士頓馬拉松賽期間發(fā)生了兩起爆炸事件。聽(tīng)到峰會(huì)主辦方在會(huì)上說(shuō)Tensilica創(chuàng)始人暨CTO Chris Rowen(見(jiàn)圖5)當(dāng)時(shí)正在波士頓，大家不禁都為他的安全表示擔(dān)心。但當(dāng)4月17日峰會(huì)的首場(chǎng)演講開(kāi)始，Rowen出現(xiàn)在講臺(tái)上時(shí)，我們一直提著的心頓時(shí)放下了。Rowen表情嚴(yán)肅地告訴大家，他非常幸運(yùn)地躲過(guò)了那令人恐怖的一劫。

他在演講中首先提到了被Cadence收購(gòu)一事，認(rèn)為T(mén)ensilica面向音視頻和基帶等應(yīng)用的可配置數(shù)據(jù)平面處理單元(DPU)對(duì)Cadence現(xiàn)有的模擬、混合信號(hào)和數(shù)字IP是很好的補(bǔ)充，會(huì)為客戶(hù)帶來(lái)更多的價(jià)值。

Tensilica1最新技術(shù)是圖像和視頻數(shù)據(jù)處理器(IVP)，具有為高吞吐量8、16或32位像素處理優(yōu)化的指令集、存儲(chǔ)器系統(tǒng)和數(shù)據(jù)類(lèi)型。面向低功耗移動(dòng)終端、平板電腦、數(shù)字電視、汽車(chē)、視頻游戲及計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用。第三方開(kāi)發(fā)的應(yīng)用包括多幀圖像捕捉、3D降噪濾波器、視頻穩(wěn)定、人臉識(shí)別與跟蹤和手勢(shì)識(shí)別等。

演講結(jié)束后，筆者在專(zhuān)訪(fǎng)Rowen時(shí)，先拿出了兩本書(shū)，中譯本和英文原文各一本，是他近10年前寫(xiě)的《復(fù)雜SoC設(shè)計(jì)》專(zhuān)著。筆者表示，作為一名專(zhuān)業(yè)技術(shù)編輯，出于學(xué)習(xí)目的，已拜讀過(guò)幾遍了，但是很多艱澀的技術(shù)細(xì)節(jié)很難看懂。他笑著說(shuō)：“我寫(xiě)這本書(shū)時(shí)，針對(duì)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師特意放了大量芯片設(shè)計(jì)的技術(shù)原理和描述。你把那些難懂的部分跳過(guò)去看，會(huì)好一些。”

筆者問(wèn)Rowen：Tensilica是你親手創(chuàng)建的公司，可以說(shuō)像是自己的孩子一樣。作為一名技術(shù)狂人，已經(jīng)為其傾注了15年多的心血。要是繼續(xù)經(jīng)營(yíng)，有朝一日如能登陸NASDAQ，就可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)初創(chuàng)建公司時(shí)的理想?，F(xiàn)在就這么給賣(mài)了，是怎么想的?情感上能接受嗎?是你主動(dòng)賣(mài)的嗎?

他再次大笑著回答(圖5的照片就是筆者此時(shí)給他拍的)：“被收購(gòu)已經(jīng)是事實(shí)了。Cadence是一家非常有進(jìn)取心的(aggressive)公司，一直有很大的抱負(fù)，渴望更加壯大、成功。這次是它先主動(dòng)接觸我們的。Cadence既有大量?jī)?yōu)秀的設(shè)計(jì)技術(shù)，也有很多商業(yè)機(jī)會(huì)，我們兩者是最好的互補(bǔ)。而且從不少客戶(hù)那邊傳來(lái)的對(duì)此事的反饋，也都是非常積極的。”

他接著說(shuō)道：“正如你所講，Tensilica確實(shí)就像是我的一個(gè)孩子，從感情上肯定舍不得。但它又是我曾投入了大量精力的一個(gè)公司，當(dāng)初我們避開(kāi)通用CPU，選擇了可配置處理器技術(shù)的差異化競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略和商業(yè)模式，瞄準(zhǔn)音頻DSP等市場(chǎng)。從公司角度，對(duì)收購(gòu)更需要理性(rational)。從創(chuàng)造更多價(jià)值、財(cái)務(wù)及戰(zhàn)略機(jī)會(huì)等方面考慮，如果有更具吸引力的機(jī)會(huì)，當(dāng)然也是一個(gè)很好的選擇。3.8億美元應(yīng)該是個(gè)很不錯(cuò)的交易了。”

這一點(diǎn)從參加峰會(huì)的其他廠(chǎng)商那里得到了部分印證。午餐聊起此事時(shí)，筆者從一位著名公司的董事長(zhǎng)臉上看到了既羨慕又帶有些許嫉妒的表情。

筆者問(wèn)：今后，Tensilica會(huì)是獨(dú)立運(yùn)作嗎?Rowen表示，現(xiàn)在只是完成了法律層面上的收購(gòu)，關(guān)于未來(lái)發(fā)展的更多細(xì)節(jié)，如何操作，還有待我們雙方進(jìn)一步仔細(xì)討論。他強(qiáng)調(diào)：“有一點(diǎn)可以肯定，這不意味著Tensilica散伙了(disbanded)。相反，我們會(huì)繼續(xù)沿著以往的技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展，開(kāi)發(fā)更多市場(chǎng)需要的技術(shù)。”

談到對(duì)今后技術(shù)領(lǐng)域的預(yù)測(cè)，Rowen認(rèn)為，F(xiàn)inFET工藝、移動(dòng)互聯(lián)、多媒體、云計(jì)算、聚合數(shù)據(jù)、即時(shí)通信、內(nèi)容安全、海量存儲(chǔ)和分布式計(jì)算等，前景廣闊，將會(huì)獲得穩(wěn)健發(fā)展。Tensilica也會(huì)以音視頻、圖像、無(wú)線(xiàn)等的IP技術(shù)優(yōu)勢(shì)，繼續(xù)保持對(duì)成功的渴望(appetite)。