未來SoC技術(shù)發(fā)展的幾個(gè)特點(diǎn)

　　半導(dǎo)體工業(yè)的主導(dǎo)已經(jīng)從過去的面向商務(wù)和政府應(yīng)用轉(zhuǎn)移到面向個(gè)人的消費(fèi)電子意義上來，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)的資料顯示傳統(tǒng)的IT產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期是24個(gè)月，但是消費(fèi)電子產(chǎn)品則是少于12個(gè)月。生產(chǎn)和研發(fā)的成本在持續(xù)的上漲，價(jià)格還在不斷創(chuàng)造新低，一個(gè)方面我們要用最高精尖的技術(shù)去做市場(chǎng)化的消費(fèi)電子產(chǎn)品，另外一個(gè)方面我們要面對(duì)更短的產(chǎn)品周期、更高的成本，挑戰(zhàn)是巨大的(見圖1)。

圖1  消費(fèi)類電子增長(zhǎng)迅速

來自：SIA/WSTS

　　展望未來的面向消費(fèi)電子的SoC設(shè)計(jì)，我們將面臨著一個(gè)日益復(fù)雜的電子系統(tǒng)，就像今天我們打開筆記本電腦，不管我們用什么東西，反正我們要把操作系統(tǒng)安裝上，然后在上面運(yùn)行應(yīng)用軟件。我們面臨這樣的系統(tǒng)就是在微軟、英特爾之間不斷把資源堆積起來，這是一個(gè)資源高度浪費(fèi)的系統(tǒng)。這樣系統(tǒng)的復(fù)雜度不斷的上升，今天推廣計(jì)算機(jī)最大的障礙是什么？不是成本，而是知識(shí)，因?yàn)樵S多人不知道如何使用和維護(hù)計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)裝機(jī)運(yùn)行還可能會(huì)帶來病毒的泛濫和盜版的盛行。

　　今天，基于硬件芯片、BIOS、驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用架構(gòu)的電子系統(tǒng)有四大毒瘤-資源浪費(fèi)，維護(hù)困難，病毒泛濫和盜版盛行。很多人認(rèn)為沒有辦法解決，如果換一個(gè)思路，我們?cè)O(shè)計(jì)有這樣的系統(tǒng)；一個(gè)包含SoC的芯片最小硬件系統(tǒng)、一個(gè)非常小的操作系統(tǒng)和一個(gè)下載的應(yīng)用接口，當(dāng)我們有了這樣的系統(tǒng)，在應(yīng)用的過程當(dāng)中可能需要用到某些特定的軟件就下載下去，如果不需要我們就扔掉，這樣軟件的安排是按需選擇，它的維護(hù)變得的簡(jiǎn)單，也并不需要太多的資源。因?yàn)閼?yīng)用軟件是從專門的服務(wù)器下載的，所以沒有病毒，因此也沒有盜版。這是一種有意義的探索，伴隨半導(dǎo)體制造工藝從65nm向32nm發(fā)展，未來軟件的作用在芯片設(shè)計(jì)和銷售中的比重將越來越大，未來的設(shè)計(jì)不僅包含了硬件，還要包含很大規(guī)模的軟件，傳統(tǒng)的軟、硬件劃分準(zhǔn)則不再生效，芯片銷售將包括驅(qū)動(dòng)程序，監(jiān)控程序和標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用接口，還可能包括一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式操作系統(tǒng)。軟件的增值會(huì)給設(shè)計(jì)公司很大的收入，設(shè)計(jì)思路會(huì)發(fā)生很大的變化。因?yàn)槲覀兘裉焓?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/SoC">SoC的時(shí)代，因此軟件是我們發(fā)展當(dāng)中不可避免的，是重要的一個(gè)部分?？纯催^去的幾十年Mcrosoft和英特爾的關(guān)系，軟件和硬件的互動(dòng)發(fā)展是密不可分的。

　　功耗問題是今天SoC發(fā)展的更大的限制和挑戰(zhàn)，我們已經(jīng)看到功耗的問題變得非常的重要，以至于今天其實(shí)面臨和80年代、90年代一樣的危機(jī)，那時(shí)我們出現(xiàn)了雙極性向CMOS轉(zhuǎn)移的過程，主要的問題就是功耗的問題。今天也碰到了功耗問題，但是至今沒有一個(gè)可替代的東西，如果繼續(xù)讓CMOS演繹過去的神話，科學(xué)和工程界需要跨越包括材料、工藝等方面障礙，功耗的問題導(dǎo)致了我們對(duì)整個(gè)器件要做一些全新的調(diào)整。消費(fèi)電子的蓬勃發(fā)展將驅(qū)動(dòng)集成電路的架構(gòu)創(chuàng)新，軟件在芯片設(shè)計(jì)中的作用越來越重要，現(xiàn)行的集成電路設(shè)計(jì)思想必須革新，培養(yǎng)集成電路行業(yè)的軟件工程師成為最緊迫的工作，功耗問題必須得到重視，EDA工具的發(fā)展和SoC發(fā)展密切相關(guān)的。

　　總之，消費(fèi)類電子是集成電路發(fā)展的下一波推動(dòng)力，集中精力攻克主要關(guān)鍵技術(shù)，加大力度開發(fā)芯片軟件，尤其是軟件設(shè)計(jì)自動(dòng)化的集成工具。把低功耗作為突破口，關(guān)注移動(dòng)通訊和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，它們的融合將主導(dǎo)今后SOC的發(fā)展。