2013近观硅谷之八仙过海,各显神通
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硅谷大大小小的芯片公司有上百家,不是每家都在做CPU,做FPGA。他们能立足至今,都有自己的独门绝技。
给系统一个强力的“心脏”
如果把电子系统比喻成一个人的话,CPU就是大脑,而时钟芯片就是心脏。这个系统能否“健康”运行,就要看时钟的表现了。
IDT是时钟芯片领域的佼佼者,迄今为止,共开发了超过1500种时钟芯片。这些芯片都有很好的可编程性和定制性。最近,IDT还开发了独有的压电MEMS谐振器技术,可实现40倍于传统石英晶体的可靠性。
针对高效能光纤网路、无线基地台以及100 Gigabit Ethernet(GbE)应用的第三代通用频率转发器(Universal Frequency Translator,UFT)系列是IDT开发的最新产品。其能产生八种不同的输出频率,且在标准12kHZ~20MHz的范围内,均方根(RMS)相位抖动可小于300fs。
8T49N28x UFT系列提供8种可分别程式化的时脉输出,且能灵活地实际应用任何输入频率及选择任何输出频率。此元件具有高整合度及低抖动,因此不需使用独立的频率转发、冗余管理及抖动降低元件。此外,使用IDT的Timing Commander软件,该元件的设定极具弹性,且程式化也非常容易,因此设计上无需大费周章就能广泛用于各种端点及运作模式。
助力汽车电子系统开发
应为大量半导体技术的进入,汽车上的电子系统已经变得极其复杂。开发人员要研发出一个像样的汽车电子系统,将会面对成倍于以往的压力。
EDA厂商Mentor Graphics看中其中的商机,推出了针对汽车信息娱乐、先进驾驶辅助系统的嵌入式监控器。这是一个软件,可以帮助开发者实现运行在多核处理器上的可支持多种应用的智能系统。结合Linux,开发者可以通过该软件重复使用现有的私有程序,并对自己开发的IP进行保护。
采用这种辅助软件符合了现在对系统升级的要求,Mentor公司嵌入式软件部门Runtime Solutions的总经理Scot Morrison就认为,“汽车电子系统的设计周期在缩短,召回的成本在增加,对维护和支持就很重要。现在很多的OEM和车载信息系统提供商都愿意采用FOTA(固件更新)这种方式来升级系统”。
Embedded Hypervisor既可支持ARM TrustZone,也可支持对内存、加密块、键盘/显示器等基于硬件进行分区的资源有要求的应用程序,创建了一个完全独立的安全操作环境。其特点是有一个灵活的设备模型,支持虚拟设备接入,或对性能要求较高的应用提供直接设备接入,并可为不同的系统之间的通信提供多种机制。
除了便于开发,这个软件另一个功能就是防卫系统,它能对设备和内存进行分区,防止未经授权访问敏感资源。
IP资源的整合利用
硅谷各公司之间经常为IP爆发战争,但另一方面,有大量的IP却被束之高阁多年。聪明人看出了其中的商机,通过整合这些IP再向外租售来获利。IPextreme公司就是从事此道的一家公司,Intel、TI、飞思卡尔、NXP等都是其客户。
IPextreme专门打造了一个平台——Xena来管理这些IP。该平台可以对这些IP进行分类、储存、授权、追踪和签订合同。IPExtreme公司的CEO Warren Savage就将这个平台比喻成苹果公司的iTunes,一个智能的IP管家。
Warren Savage表示,Xena平台能够解决半导体公司在IP管理上存在的三个问题:一是IP的遗失,二是公司不同部门之间的IP重复购买,三是IP记录的缺失。
为了能进一步推广IP的使用,IPExtreme同Mentor Graphics签订了协议,通过Mentor的EDA平台,捆绑出售这些IP。“这就好像星巴克开进Safeway一样,设计者们可以方便地选购IP了”,Warren Savage如是说。
传感器指挥塔
智能手机的一大特色就是加入了大量的传感器,重力、加速度、温度、环境光等等。指挥这些传感器的任务一般由AP(应用处理器)来负责。随着传感器种类和数目的增多,AP有些不堪重负。于是,Sensor Hub应运而生。它的任务就是管理各传感器并与AP进行通信。
市面已经出现了多种Sensor Hub,多以MCU为基础成来构建。QuickLogic公司另辟蹊径,以状态机为核心打造出超低功耗的Sensor Hub,其与实时传感器数据处理的超低功耗复杂指令集计算机(CISC型)算术逻辑单元(ALU),以及可编程逻辑的嵌入式数组等组件相配合,可以实时管理和处理手机中的传感器数据。
该产品型号为ArcticLink 3 S1,可以在AP休眠的同时,以极低的功耗来取样和缓冲传感器数据。其整合了灵活融合引擎 (FFE,Flexible Fusion Engine),可在传感器数据传送给主机应用处理器之前,先针对资料进行相关的处理、过滤和解译。FFE上所执行的微代码可编程以实行许多与传感器融合、背景传感器校准和情境变更算法相关的复杂算法功能。
“该产品的最大优势就是能满足便携与可穿戴式对功耗的要求”,QuickLogic嵌入式软件经理Ying Wu表示,“该产品消耗的功率甚至比M7(苹果的协处理器)还低”。
Sensor Hub的市场已经聚集了多个半导体大厂,而Quicklogic的加入,会使竞争变得更加激烈。
可编程遇见模拟混合信号
FPGA的发明是芯片行业的一大变革,让传统的逻辑芯片走下了神坛。而当可编程与混合信号技术相结合后,会引发另一次变革吗?
可编程混合信号芯片已经不是新概念了,Cypress公司的PSoc就是代表。不过,Silego公司的CMIC GreenPak系列还是有很独特的地方。如果打个比方,GreenPak就像个积木块,用户只要经过组合,就能打造出一个基本器件,如运算放大器、比较器等等。
Silego将自己的芯片称为“可编程的模拟器件”,“它能填补纯模拟和纯逻辑芯片之间的空白”,Silego公司CEO Ilbok Lee这样表示。
Ilbok Lee指出,“可编程混合器件市场未来将达30亿美元的规模,而Silego公司在2013财年出货将达到5亿颗。”
Silego为自己的产品推出了相应的设计软件GPAK Designer。该软件采用目前流行的图形化界面,用户只要在主界面上拖动安放相应模块,就能完成设计。GPAK Designer还可控制一个USB混合信号发生器来为芯片产生实时信号,用户也可以通过USB来配置芯片。此外,GPAK Designer还具有Design Rule检查功能,可以回查每一个设计步骤。
与此同时,Silego还发布了GreenFET3负载开关,其采用了LO-Z™ ETDFN封装,尺寸只有1.0mm×1.6mm大小。