本文說明在 CEVA 和 Intrinsix 如何與 OEM 和半導體公司合作,以大膽的方式取得一站式 ASIC 設計或無線子系統設計。舉例來說,想像一下您可能會想為無線智慧型喇叭或智慧型家庭娛樂系統打造的 SoC。
圖一 : 為無線智慧型喇叭或智慧型家庭娛樂系統的核心是音訊管道。 |
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此系統的核心是音訊管道,支援用於控制指令的語音處理以及運用 Wi-Fi 和藍牙連線的無線連線,而藍牙連線可用於遙控或音訊串流。我們也納入用於藍牙和 Wi-Fi 的晶片上 RF。
圖二 : 一站式 ASIC 設計或無線子系統設計整體方塊圖 |
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ASIC 設計共同建立階段 I – 規劃
詳細的產品需求討論開始規劃。智慧型喇叭通常會配備多個麥克風、自動消除回音和音訊波束成形技術,以便聚焦於室內的語音指令。無線耳機可能只需要一或兩個麥克風,並且透過骨傳導來接收語音指令,而非波束成形。
若使用藍牙,您是否只想要 BLE 或雙模支援較舊的裝置或更豐富的音訊?在 Wi-Fi 方面,回溯相容性可解決大部分的問題,但可能需要擔心 2.4GHz 頻段藍牙與 Wi-Fi 之間的干擾。整合RF收發器也需要謹慎規劃。
在IP選擇的考量下,CEVA於嵌入式解決方案領域提供無線、音訊、AI 與動作偵測解決方案,可解決此應用的 IP 需求。針對其他功能與參數目標,我們會討論設計和 IP 替代方案以及優缺點,討論內容將涵蓋應用程式控制、外部介面 (若有),以及安全開機、佈建和無線更新的安全性。
在此階段,應該設定功率、效能和服務品質 (頻寬和延遲) 的目標。如果提供自己的 IP,或是打算使用商業 IP,就需要討論這些 IP 是否符合整體目標。所有預期達到的主要目標都應在此階段定案。接著,會建立和審查最終架構方塊圖和需求清單,並達成共識。
我們的方法非常重視驗證,確保提供的內容符合客戶期待,而且在最初的矽晶樣本上正確運作。因此,會保持密切合作,以開發、審查與簽核完整的需求規格。其中應包括使用案例和操作模式,還有驅動這些使用案例和模式的軟體,以及預期的例外行為。需求必須涵蓋參數行為與功能。
一旦完全定義架構和需求後,將建立詳細的專案時程和成本分析,並納入人力、IP、工具和其他因素。這些內容將整理成一系列完整的文件提供,包括從驗證計畫和設計規格,乃至 DFT 和 ASIC 設計的實作計畫;同時也會討論軟體考量事項。CEVA 為其許多 IP 提供廣泛的軟體解決方案,例如無線通訊協定堆疊、音訊堆疊,以及 AI 產品的 CNN/DNN 堆疊。這些將納入規劃討論,並在報告中詳細說明,以協助瞭解如何將現有軟體整合至目標硬體中。
無線子系統的規劃程序與 SoC 規劃大致類似,但用戶端也必須為子系統提供 SoC 限制 ,例如可用的時脈、重設、功率控制配置圖限制等。
共同建立 – 規劃階段以外
共同建立專案的其他部分則採用標準 ASIC 設計或子系統設計流程,在組裝、驗證與實作之間有重要的平行處理。RF與混合訊號整合需要專業技能。
在整個過程中,我們會提供更新並與之討論設計的目前狀態。在 RTL 開發過程中,客戶會提供測試軟體讓我們執行,以證明能滿足關鍵使用案例。如果他們正在執行 FPGA 模擬,以便自行軟體開發,則會在適用的情況下,從可進行模擬的 RTL 批次開始套用。針對 ASIC 設計,會定期向客戶更新進度,從實體設計的前置時間結束到實體設計的後期時間結束與完整簽核。
追蹤記錄的保證
CEVA 與 Intrinsix 將驗證與嚴謹的專案計畫放在一切行動的第一順位,我們的合約也是建立在這些基礎之上。我們為先進系統與半導體公司提供設計與子系統的資歷長達 35 年,合作對象有很大比例是在國防、醫療及其他製程和產品方面要求極高可靠性的客戶。與這些客戶開發的製程與專業知識,已融入我們「第一次就做對」的文化,如同我們的驗證與專案管理準則所示。
我們設計的 ASIC 涵蓋範圍極廣,從智慧型喇叭到無線環繞音效;從智慧型電動工具到智慧型手術器械;從醫療用植入物到穿戴式裝置和智慧型醫療保健;從物聯網微控制器到生物辨識指紋感測器,比比皆是。這些應用中,目前有許多正在量產。
我們以 DSP 為基礎的 IP 解決方案,包括 5G 基頻處理平台,用於行動裝置、物聯網和基礎架構;進階成像和電腦視覺,用於任何具備相機功能的裝置;音訊/聲音/語音和超低功率的永遠開啟/感測應用,用於多種物聯網市場。提供的感測器處理技術,則可搭配各種感測器融合軟體及慣性量測組 (IMU) 解決方案,適用於聽戴式裝置、穿戴式裝置、AR/VR、電腦,機器人、遙控與物聯網。
(本文作者Mark Beal為CEVA 子公司 Intrinsix 技術長)