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灿芯半导体的SoC整合平台「Briliante」

  • 刘一婷台北

Cortex-M0 verification Systems。
Cortex-M0 verification Systems。

灿芯半导体于2012年4月宣布,提供客户一个新一代的SoC整合平台「Briliante」。此平台可依据客户的规格,达到快速而可靠的RTL delivery,依照架构复杂度的不同,能在1~3天内完成RTL设计以供netlist合成,并包括自动产生的模拟patterns以供验证。此外还可以杜绝手工连接所带来的风险,亦即能通过简单而参数化的配置,来产生所需架构与各个功能模块。

Briliante平台不仅能通过AMBA AHB和APB等标准bus,将ARM Cortex-M0、Cortex-M3或Cortex-M4等核心与各种周边模块整合在一起,而且可以灵活地配置每个周边模块的数量与输出入脚。为了提供完整的解决方案,灿芯半导体也基于整个芯片的需求,在中芯国际的0.18um与0.13um制程中,定制了相应的类比IP与IO pads,来满足客户在类比功能与电气特性上的要求。

Cortex-Mx SOC Diagram。

Cortex-Mx SOC Diagram。

32-bit MCU市场趋势与现况

Briliante平台是因应32-bit核心在各种通用与特殊应用MCU日渐普及的趋势而推出的。早在6~7年前,许多IP设计公司包括ARM等处理器核心公司,都提出了这个看法,并适时的推出适合用作微控器核心的IP。此趋势的大体内容为三个方向:一、32-bit微控器的产值会超过16-bit,渐渐追上8-bit;二、32-bit微控器与8-bit微控器夹击了16-bit微控器的市场空间,使得16-bit微控器不太会有新的投入;三、因其较高性能,32-bit微控器会逐步侵蚀高端的8-bit微控器的应用领域。

由现在的客户回馈意见,更能肯定上述看法。比如在不少工业控制应用(如:直流、三相等马达控制),以及商用器材(如:收银机、计价秤等控制器等),还有各种仪表甚至玩具等应用,都明显朝向32-bit发展的趋势,因此灿芯于2012年推出了此平台,以提供芯片设计公司或系统客户一个能快速完成的方案。

Briliante平台优势

Briliante平台基本上分为两部分,即处理器核心与周边电路。处理器核心目前以ARM Cortex M系列为主,支持SWD debug界面等功能。所有周边模块,包括内建SRAM、embedded flash界面等,都是通过AHB与APB整合。客户只需要指明各模块需求数目、出脚位置、bus与clock架构、各模块高低频切换和gating机制、存储器大小等等规格要求,数码部分将迅速的整合完成,再搭配所需之类比IP的model,即可提供RTL与netlist做模拟验证。在embedded flash控制方面,不同的程序码保护机制亦提供给客户做参考,以防止辛苦开发的程序为人窃取。

以数码周边模块而言,I2C、UART、SPI、timer、WDT、PWM(含CAP功能)、GPIO等,都是极度常见的。该平台提供这些模块予客户采用,并经过长期验证,具有良好的兼容性与应用弹性。类比周边模块方面,除了现有的多款ADC、DAC、POR、LDO、ROSC等等外,亦可依不同之功能、功率消耗、面积等需求而定制化。除此之外,在IO pad摆放、ESD与power domain等方面,特别是静态power机制,也提供参考架构,以期能到达一个在各方面都满足的产品。

该类微控器终端用户五花八门,因此要提供一套完整的开发系统,让每位元用户都能无障碍的了解该产品的操作与使用。Briliante提供了烧录器与ICE的样本设计,也包括数十支参考软件程序,以减少客户开发时间。

藉由上述各项,Briliante的目的是提供一个快速的整合方案,希望客户的芯片产品能在最短时间内,除了功能正确以外,还具备下列五项特点:一、优良的电气特性:包括低动静态power、高ESD之输出入IO、操作电压区间大等特性;二、安全且写入方便的程序记忆区;三、多样且兼容性高的周边;四、完整的开发系统;五、具竞争力的价格。

灿芯半导体除了现有之Briliante以外,还会不断开发更多新的数码与类比周边模块,此外也会向更高端之处理器平台迈进,以提供给客户更多选择。