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结构化ASIC渠道规划关键剖析

采用先进半导体工艺,结构化ASIC平台可以提供更多经预定义、预验证和预扩散的金属层,并支持各种存储器接口,能简化接口设计和时序问题。本文详细介绍了结构化ASIC平台的这些特点和性能。

选用先进半导体工艺,结构化ASIC渠道可以供给更多经预界说、预验证和预扩散的金属层,并支撑各种存储器接口,能简化接口规划和时序问题。本文具体介绍了结构化ASIC渠道的这些特色和功能。

最新的ASIC规划架构可以大大地下降产品开发本钱、缩短上市时刻,而且可以完成比FPGA更强的功能。一些供货商将这种ASIC规划架构称之为“渠道ASIC”或“结构化ASIC”,这种ASIC架构十分适用于网络、存储、通讯以及数字电视之类的新式消费电子规划。渠道ASIC的开发周期从18个月削减到6至10周,并最大程度地使用规划复用,因而这种规划办法更能习惯快速改动的用户需求。

渠道ASIC架构

结构化ASIC渠道之所以可以有用节约本钱和时刻,原因在于该渠道可以供给经预界说、预验证和预扩散(pre-diffused)的层,用户可以在这些层上使用可用的金属层来添加他们特有的逻辑,然后完成规划差异化。这种结构化ASIC渠道如富士通的AccelArray规划环境。一些前期的渠道ASIC规划中较为典型的装备是选用2个“可定制”金属层。在选用0.11微米和90纳米等先进工艺技能后可用的金属层就更多了,可以用更多金属层来改进特定渠道的布线拥塞和资源利率。富士通的Accelarray技能可以供给4到5层0.11微米工艺技能的金属层定制,因而缩短上市时刻的优势显着。

一个典型的0.11微米ASIC规划本钱现在现已攀升到一百万美元,乃至更多,而渠道ASIC的非经常性工程本钱(NRE)要比它少60%到70%,这是由于需求定制的不再是整个掩模,而仅仅金属层。由于渠道ASIC可以选用业界最先进的工艺技能来制作,因而能供给比FPGA更高的密度和速度,并具有向规范单元规划移植的途径。

渠道ASIC的别的一个重要优势是无危险,且后端规划使命时刻短。经过将后端物理规划时刻缩短为4到8周,OEM工程组不再需求为工程原型等上好几个月,然后才干开端验证和评价进程。这也有助于OEM厂商最佳地办理他们的工程资源。

选用最好的渠道ASIC架构可以消除那些最冗杂和最花时刻的规划使命,如存储器刺进、测验开发和刺进,以及电源网格规划与剖析。经过选用能削减或消除串扰的专门技能,渠道ASIC可以处理扎手的信号完好性问题,并保证规划没有IR压降带来的危险。此外,经过树立预结构化(pre-structured)的时钟树,并树立包含逻辑扫描、JTAG和RAM BIST在内的一切与测验相关的组件和衔接,可以极大地缩短并简化物理规划。为了消除测验刺进,可以使用根据单元技能的预扩散触发器,这样可以使许多规划的全体功耗下降50%以上。

为了将规划周期从一般ASIC所需的18到24个月缩短到2到3个月,这些架构有必要简化时序收敛规划,由于一个1,000万门规划的时序收敛问题或许需求30天,乃至更长的时刻来处理。为了尽或许缩短时刻,渠道架构选用了预界说的时钟树和预扩散的DDR接口宏(macro)。其结果是下降了时序收敛阶段的危险,直接缩短了规划周期。

存储器接口

AccelArray可以支撑各种存储器接口,现在越来越多的使用将支撑存储器接口作为一个首要的要求。这些接口包含双倍数据率(DDR)同步DRAM、RLDRAM和快速周期RAM(FCRAM)。

每个独自的I/O都具有预先装备好的可编程宏,然后可以省掉ASIC规划中最费时刻和添加本钱的作业。DDR接口模块包含了可以满意十分严厉的DDR接口时序要求的发送和接纳端,并能供给经预验证的地图和时序。16位宽的模块可以拓宽用于32位、64位乃至更宽的总线宽度,因而具有十分大的规划灵活性。

DDR时序联系

在规划DDR接口时,ASIC规划工程师常会面临接纳与发送侧之间时序收敛的应战。在400Mbps速率和2.5ns时序余量下,64到90个每个数据通道之间的颤动和偏移有必要十分小。AceelArray之类的渠道ASIC架构供给了一个预界说的DDR宏,经过规划完成技能可支撑较低的颤动和偏移。发送器(TX)和接纳器(RX)侧都经过规划削减了输出和输入并行数据信号之间的偏移。

现在,源同步接口首要用于吞吐率低于1Gbps的DDR-DRM、QDR DRAM和RLDRAM存储器。业界专家猜测,新的PCI Express总线将改动高带宽规划的一些根本特性,并朝着有更广用处的嵌入式高速宏开展。

DDR接口要求源同步时钟和发送数据具有相同的开关速率,不需求升级到输出传输线。与单倍数据速率(SDR)接口比较,DDR接口具有明显的功能进步。

支撑笔直商场使用规划

渠道ASIC技能依赖于很多在业界广泛使用的IP,这些IP以“硬” 宏和“软”宏方法供给,这些宏可以支撑企业网络或存储区域网(SAN)等特别笔直商场使用。先进的规划架构能供给各式各样的可归纳宏,这些宏可以在规划的可定制逻辑区域完成,以可归纳的RTL方法供给,例如ARM和ARC内核、10Gb介质拜访控制器或PCB Express链路层和处理层。

富士通在年头推出了一系列具有预扩散高速串并转换器(SERDES)的笔直商场“千兆渠道”。用0.11微米工艺技能规划的这些千兆渠道具有预扩散的高速GPHY宏,可以供给速率高达3.125Gbps的点到点、全双工、差分、串行通讯链路,并支撑PCI Express、SAUI、光纤通道,以及支撑SONET规范的串行Rapid I/O和CDR宏等多种协议。SERDES带宽规模从500Mbps到3.125Gbps。这些渠道可以以全双工方法供给高达150Gbps的会聚带宽。

用于笔直商场的特别硬IP和软IP的不断添加,渠道ASIC架构供给所需支撑、接口和规划要素的才能的进步,都使得业界剖析人士信任往后3到5年内选用渠道AS%&&&&&%的规划将快速添加。经过下降本钱,节约产品商场时刻,用户可以取得更高的出资报答。

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