ay: block;">為了提供相應(yīng)技術(shù)以便在次45nm時代轉(zhuǎn)向4G通信和多處理,比利時校際微電子中心(IMEC)從事的為期三年的戰(zhàn)略研究項目——
Apollo正在取得成果。另外,這也有助于從IMEC剝離出來的M4S NV這個無晶圓廠的半導體公司的發(fā)展。
Apollo是IMEC多模式多媒體(M4)項目的繼續(xù),開始于今年4月并預計持續(xù)到2010年中期,即使作為M4項目結(jié)尾的幾款90nm的芯片的流片仍懸而未決。與M4一樣,Apollo的目的是作為業(yè)內(nèi)開拓者而制造一款多標準移動終端,不過M4是以軟件定義無線(SDR)為目標,Apollo則有望在可工作于60GHz載頻的認知無線電終端上繼續(xù)取得進展。
在前不久IMEC召開的研究回顧年會前的短暫吹風會上,研究人員們表示,雖然Apollo的目標是實現(xiàn)45nm芯片,但在多處理技術(shù)和設(shè)計工具的架構(gòu)方面已做出成績。在6個月時間內(nèi),Apollo項目已開發(fā)出一款多處理支持工具和一種具變易意識(variability-aware)的設(shè)計方法。
Apollo是由八個獨立但互相關(guān)聯(lián)的技術(shù)項目組成,這些項目包括:技術(shù)意識設(shè)計(TAD)、處理器和編譯器架構(gòu)、以及多處理器支持等,據(jù)IMEC的游牧嵌入式系統(tǒng)技術(shù)業(yè)務(wù)總監(jiān)Serge Vernalde介紹。
帶VLIW處理和可重配置陣列的Adres處理器是M4基帶芯片的核心,它可能在Apollo項目中被重新設(shè)計。
類似,為M4開發(fā)的工作在6GHz的Scaldio CMOS模擬前端(AFE)不僅可以在該頻率上進行重新設(shè)計,而且可以通過一個60GHz CMOS AFE來進行補充。該AFE預計于2008年第二季度以45nm數(shù)字CMOS技術(shù)流片,IMEC無線系統(tǒng)的科技總監(jiān)Liesbet Van der Perre表示。
作為M4項目關(guān)鍵合作者的三星預計將重新制定其協(xié)議。同時,高通已在Apollo計劃內(nèi)簽署了參與TAD計劃的協(xié)議。TAD的目標是將制造的可靠性和良率提升到系統(tǒng)設(shè)計層面。IMEC的資深科學家Miguel Miranda解釋了寬松的時序約束一般是如何改進良率的,雖然這樣做會稍微增加平均能耗。
盡管超低能耗是IMEC項目的目標,但在能耗與良率間的權(quán)衡是對設(shè)計優(yōu)化的一種有價值補充,特別是它能作為一種保障,以防止工藝變易抵消掉工藝節(jié)點進步所帶來的好處。
Adres處理器目前仍是Apollo的基本處理器,但我們已著眼于即將出現(xiàn)的工業(yè)處理器架構(gòu),并對其進行了擴展,IMEC負責設(shè)計技術(shù)的科技總監(jiān)Diederik Verkest表示。“Adres的功耗指標已經(jīng)很不錯了,它的每周期指令(IPC)可達16-20。現(xiàn)在,我們想試試如何嵌入多線程以更好地填充陣列。”Verkest透露。他們的目標是使IPC達到50。
研究人員的目的是分割Adres、并從4 x 4的陣列中分離出控制VLIW處理器。“我們還在調(diào)研商業(yè)方案,”Verkest說,“TI的C64系列是VLIW架構(gòu),此外還有許多新架構(gòu),例如Silicon Hive公司的架構(gòu)。”可重配置陣列很可能是8 x 8的,以便在關(guān)閉芯片上的多個處理器前能提供更多并行機會。
從應(yīng)用軟件中析取并行是改進性能與降低功耗的關(guān)鍵。為達到這個目的,IMEC開發(fā)出多處理并行助手(MPA)。根據(jù)設(shè)計師提供的并行指令,MPA可檢查并行機制、插入必要的通信和同步基元(primitive),并為多個處理器生成代碼。Verkest表示,該工具支持迅速探測來自于連續(xù)C代碼的并行映射。
另外,IMEC支持CleanC——這是一種關(guān)于如何編寫C代碼的帶有28條原則和約束的編程格式,非常適合多處理器。為了幫助軟件開發(fā)者使用該格式,IMEC開發(fā)出一種能分析軟件并指出違反CleanC編程格式的分析工具。然后,執(zhí)行用戶導向的代碼轉(zhuǎn)換以使代碼符合要求。該分析工具已集成進Eclipse 3.3開發(fā)環(huán)境(在CDT4.0內(nèi)),Eclipse 3.3是一種C/C++開發(fā)者工具,Verkest介紹。
圖1:Apollo由八個獨立但互相關(guān)聯(lián)的技術(shù)項目組成。
Apollo為獨立后的M4S NV帶來更多價值
IMEC內(nèi)部向Apollo項目的轉(zhuǎn)移將為M4S NV增添價值,IMEC主管設(shè)計研究的副總裁Rudi Lauwereins表示。設(shè)立M4S是為了對M4實施商業(yè)化運做。“Apollo為M4S提供了路線圖。”Lauwereins表示。
M4S NV是從IMEC剝離而出的一家無晶圓廠的半導體公司,它計劃推出一款可編程可升級的無線收發(fā)器芯片、以及一款基于自適應(yīng)無線電基帶引擎(Bear)架構(gòu)的器件。
該公司計劃推出的Scaldio RF收發(fā)器和Bear基帶處理器都是作為M4研究項目、過去三年中在位于比利時Leuven的IMEC開發(fā)的。
M4S于五月份正式成立,但其商業(yè)計劃在一年多前就得到風險投資的追捧——可以追溯到去年10月末、2006年先進研究回顧大會后的Leuven。M4S NV目前正努力進行Series A的一輪融資,計劃募集1,200萬美元,M4S的CEO Ivo Vandeweerd表示。
“我們關(guān)注的焦點是工作在170MHz到6GHz的Scaldio可重配置RF收發(fā)器。它覆蓋了許多載頻,因而得以脫穎而出。它允許人們以一款單芯片的RF芯片來提供WLAN、藍牙、WiMax和移動電視。”Vandeweerd說。據(jù)稱Scaldio的功耗指標也很出色。
雖然Scaldio覆蓋了蜂窩通信頻率,M4S也許不會選擇在該領(lǐng)域進行競爭,Vandeweerd表示。“它可以處理GSM和3D,但我們大概不會那么做。我們的愿景是推出一個多標準的無線模塊,除了蜂窩通信外,它可什么都做。”
IMEC的M4項目不僅僅是要開發(fā)一款RF收發(fā)器,雖然Vandeweerd也承認提供一個完整RF和基帶模塊大有好處。“若你只賣RF,則將受制于基帶供應(yīng)商。我們需要全套的解決方案。”他說,“我們計劃開發(fā)一款SoC,它會整合從IP供應(yīng)商那里買到的基帶處理器。”
IMEC的Bear基帶包括一個ARM處理器、一系列專用硬件模塊和兩個IMEC設(shè)計的動態(tài)可重配置嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)(Adres)處理器內(nèi)核,雖然IMEC正在考慮重新制造Adres處理器并將其粗粒度(coarse-grained)陣列與一個工業(yè)VLIW處理器連接起來。
M4S的Vandeweerd也持同樣觀點。“我們有若干選擇,” Vandeweerd說,“我們可從Silicon Hive得到IP、可采用Adres或恩智浦的擴展向量處理器(EVP),且Imagination Technology也有很好的技術(shù)。我們可能打造一款基于ARM核的65nm基帶IC,并利用系統(tǒng)級封裝將其與一款130nm Scaldio芯片整合在一起。我們計劃在2009年第一季度將其推向市場。”
但IMEC游牧電子系統(tǒng)業(yè)務(wù)經(jīng)理Serge Vernalde指出,M4S并非Apollo知識產(chǎn)權(quán)的唯一商業(yè)化道路。Apollo的合作伙伴(IMEC并沒透露都是誰)也可接觸到這些成果。
IMEC分別在2005年9月和2006年7月推出了Scaldio-1和Scaldio-1b,它們都是以130nm的CMOS工藝實現(xiàn)的。在IMEC無線系統(tǒng)科技總監(jiān)Liesbet Van der Perre主持下工作的研究人員,現(xiàn)正進行Scaldio-2的開發(fā)。Scaldio-2是用45nm工藝技術(shù)對Scaldio的重新實現(xiàn),仍以6GHz最高頻率為重心。
該小組正在開發(fā)另一個囊括了Scaldio可升級無線電原理、可工作于60GHz的RF收發(fā)器。這款器件和Scaldio-2預計都將于2008年第二季度投片。
作者:蔡培德
