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架设芯片设计与嵌入式系统开发的桥梁




关键词:

  我国消费了全球30%以上的集成电路,生产的集成电路占全球的3%,而自主创新的集成电路则只占全球的O.3%。我国集成电路的“三个3”现象至少说明了二个问题:

  ◆许多高端芯片,我们目前还不能自主设计生产,还得依靠进口;

  ◆一些量大面广的中高档芯片,我们虽然能自主设计生产,但却没有去设计生产。

  因此,要解决我国集成电路的三个3现象,就要大力培育我国IC设计企业;而这些IC设计企业要生产量大面广的通用和半通用芯片,在其周围就要有一大批第三方System Design House(方案提供商),由这些第三方Sys—tern Design House来打造各种嵌入式系统应用产品。以全球无晶圆(fabless)集成电路设计公司排列前几名的Marvell公司为例,该公司不但生产通信、存储和电源管理芯片,收购了Intel公司的XScale嵌入式处理器,也提供通用的嵌入式处理器。其周围的一大批第三方SystemDesign House,在开发各种不同嵌入式系统应用产品,使其业务每年以20%以上的速度增长。

  因此,要形成完整的嵌入式系统的产业链,一定要大力发展第三方System Design House。

  1 大力发展第三方System Design House

  嵌入式系统要从“头”(应用)抓起,从“芯”开始。如何从“头”抓起?这是关键!我们的IC设计企业都知道从市他们设计生产的芯片,却往往没有被市场所接受,也就是IC设计厂商所设计生产的“市场所需芯片”并不一定就是“市场能用的芯片”。为何会产生这个问题?

  我国的整机系统生产厂家(直接生产面向市场的各种嵌入式系统应用产品)一般都没有太强的设计能力,他们没有能力把“设计生产出的芯片”变成“市场能用得上的产品”。以往这一工作往往都由IC设计厂商来完成,而这已超出其设计能力,因此虽然做得很辛苦,但很不成功。这项工作应该由第三方System Design House来完成。第三方system Design House专为系统产品厂商代工设计或开发新产品,对终端市场有相当程度的了解。我们的黑色家电及白色家电大多数不是市场产品的品牌厂商设计的,80%~90%都是第三方System Design House提供的;我国的手机也是由希姆通、龙旗等系统设计厂商来完成的。

  广州周立功单片机发展有限公司根据市场的需求,把各种单片机开发成市场能用得上的应用模块。各系统厂商(市场的最终用户)都能很方便地将其直接用在各种产品中去,从而能在最短时间内进入市场。而他所开发的模块解决了“能用得上”的所有与抗干扰、工程、外形、功耗等相关的问题,这是我们IC设计企业能力无法达到的。

  针对嵌入式系统应用产品,周立功公司把实时多任务OS、C语言的应用函数库都封装在以ARM单片机为基础的模块中。用户不懂ARM的体系结构、指令和OS的移植,只需用C语言直接在该模块编写各种应用程序,就可以直接形成各种嵌入系统应用产品。NXP公司(原Phil—ips半导体)的设计部门专门根据他的市场需求来设计定制NXP产品。目前,他提出芯片与软件协同设计,但是NXP内核是ARM,无法满足其要求。因此,这也为我国国产内核与其合作提供了机遇。

  2 如何培育第三方System Design House

  我们国家应大力发展第三方System Design House,由他们把IC设计厂商的芯片真正变成市场能用的芯片。但是,对第三方System Design House要给予政策上的支持。由于目前的第三方System Design House大多是民营的小企业,他们既不是IC设计企业,也不是纯软件公司,大多得不到相应的支持,生存和发展都比较艰难。像广州周立功单片机有限公司(有几百人的研发队伍和充足的资金)目前国内还不多。而真正形成规模的却大多是有海外背景的企业,如上述的希姆通、龙旗等公司(前一阶段赢利颇丰,已香港上市)。

  因此,提出如下建议:

  ①发展第三方System Design House,要列入我国集成电路发展的规划中,要在资金和政策上给予支持;培育和扶植一大批第三方System Design House。

  ②在现有的集成电路IC设计企业中,把原有的应用服务部门培育成System Design House,逐步从原企业中分离出来,成为真正独立的第三方System Design House。

  ③与一些研究性大学成立联合实验室,有条件的实验室可逐步培育成第三方System Design House,甚至可孵化成独立的企业。

  3 IC设计企业还应生产量大面广的ASSP芯片

  集成电路IC设计企业周围要有一批第三方SystemDesign House。集成电路IC设计企业除了定向生产各种SoC芯片外,还应生产量大面广的ASSP(专用标准产品)芯片。这样既便于第三方System Design House开发应用,也便于集成电路IC设计企业的持续发展。如Frees—cale公司生产的芯片虽然大多冠以mcu的名义,但实际上都是面向各个领域的ASSP,如汽车电子、计算机外设、通信、工业控制和多媒体等,并具有一定的优势。又如目前流行的Apple公司的iPhone,并没有直接用ARM/MIPS的IP核来设计所需的SoC芯片,而是用市场上量大面广的XSeale或ARM9的MCU来作为处理器。这样,不但iPhone产品能很快上市,且而开发成本也较低,同时还可根据市场的变化来灵活应对。单片机MCU实际上也只是中间产品,其应用达到一定的量时,又会重新要求设计生产有真正市场和用户的SoC,故国产MCU也是SoC前期产品。

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