在日益復雜和不斷變化消費類電子產(chǎn)品市場,這種平臺設計方法很盛行,尤其是便攜/移動設備領(lǐng)域。消費者在追求新功能和更良好性能的同時,卻期待不影響電池壽命,并可以獲得最優(yōu)惠的價格。而新功能的命運卻很難預測,有的可以普及并被市場廣泛采用,而有的則因為未能引起市場興趣而悄然消逝。此外,不同地域和群體的消費者對功能的期望也不同,廠商需要提供各式各樣的差異化產(chǎn)品。
消費者的這些期望創(chuàng)造了一個富于挑戰(zhàn)的設計環(huán)境。在這個設計環(huán)境中廠商必須能夠開發(fā)日益精密、且具有一系列可變化新功能的產(chǎn)品集合。另外,廠商還必須迅速開發(fā)產(chǎn)品,并保證成本低廉,這樣他們才能獲得具有競爭力的產(chǎn)品和價格。設計方法必須靈活、創(chuàng)新、快速,且有助于以低廉的成本開發(fā)出派生產(chǎn)品。
針對這一任務,傳統(tǒng)的開發(fā)方法已無法勝任。微處理器雖然擁有設計靈活的優(yōu)勢,但由于其可編程性正在失勢。消費者追求的功能組合很復雜、又富于變化,現(xiàn)在的處理器無法在成本、功耗和上市時間這些約束條件下實現(xiàn)復雜功能。標準IC產(chǎn)品,或ASSP(專用標準產(chǎn)品),不支持功能創(chuàng)新,也不能根據(jù)市場需求變化提供靈活的功能。而定制邏輯(ASIC)不僅成本高,開發(fā)也很費時。
這些標準設計方法的缺陷促成了一種新的設計方法:平臺設計。平臺設計創(chuàng)建一個基礎(chǔ)設計,包含可以提供高性能和設計靈活性的軟、硬兩種邏輯。這種平臺方法可以通過修改軟邏輯迅速開發(fā)差異化產(chǎn)品,并保證通用的標準性能和成本優(yōu)勢。平臺方法的靈活性,降低了因增加不需要功能而帶來的風險,并允許定制化以引進新近流行的功能。
由于平臺是許多產(chǎn)品設計的基礎(chǔ),平臺的開發(fā)成本低就意味著產(chǎn)品成本低。同理,軟件的開發(fā)成本低,平臺成本也就低。平臺外設功能所需的驅(qū)動程序及其它支持軟件都可以重復利用在每個差異化產(chǎn)品中,從而設備制作成本也同樣降低了。要想應用高端平臺開發(fā)針對低端市場的產(chǎn)品,只要選用一個子功能集。因此,平臺設計方法可以比傳統(tǒng)方法更好地覆蓋市場。
開發(fā)一個具備恰當硬邏輯功能組合及靈活軟邏輯功能的平臺,其關(guān)鍵在于預先的精心設計。首先,必須調(diào)查客戶需求,并將這些需求分類(例如接口、顯示、存儲和處理),有助于優(yōu)化隨后的設計決定。這需要開發(fā)團隊能夠確定既定應用領(lǐng)域中全部現(xiàn)有需求或功能組合,并能夠預測未來的需求。例如,通過預測到存儲容量和顯示分辨率會提高的需求,開發(fā)團隊就可以針對這一變化設計平臺。同時,開發(fā)團隊還需要了解,超出產(chǎn)品設計的需求也要在初始平臺上實現(xiàn)。
開發(fā)團隊在選擇平臺實施功能的同時,還需要關(guān)注設計預算。硅片面積、電路板面積、功率需求、BOM成本等都會制約平臺設計的選擇。此外,某些特殊功能的風險、成本和設計時間也需要進行評估。平臺中軟邏輯的靈活性有助于平衡各種設計參數(shù)。
創(chuàng)建一個平臺不僅僅是硬件設計的實施。要實現(xiàn)快速且有效的產(chǎn)品設計,對軟件可用性、系統(tǒng)性能和電源管理等設計流程都要斟酌。任何這些方面的失誤都會使平臺變成負擔而不是資產(chǎn)。
開發(fā)團隊還需要了解:硅片只是設計解決方案的一個簡單部分。系統(tǒng)單元可能會影響芯片設計決策的有效性。例如,由于高速操作系統(tǒng)開銷,軟件有時也會限制外設性能。然而,綜合系統(tǒng)性能評估可以幫助發(fā)現(xiàn)并消除平臺中的瓶頸。越早認識到這一系統(tǒng)限制,平臺設計就越多產(chǎn)。
在設計一個平臺時,電源管理必須被列入考慮范圍。許多不同的選擇可以同時在軟件和硬件中實現(xiàn),如平臺的內(nèi)定位時鐘或邏輯塊的關(guān)閉開關(guān),都有助于產(chǎn)品開發(fā)人員更有效地管理電源。平臺設計還要在適當?shù)奈恢貌捎玫凸倪壿嫾夹g(shù)。
一個適用于不同應用領(lǐng)域的商用平臺必須具備幾個關(guān)鍵性能:(a)具有戰(zhàn)略應用元件,而不是簡單地作為橋接邏輯形式使用;(b)通過在板上集成許多分立元件而獲得較低的系統(tǒng)材料成本;(c)簡單的設計基礎(chǔ),為加速整個產(chǎn)品系列開發(fā)提供足夠的功能選擇;(d)高度靈活性,為其派生產(chǎn)品系列提供更長的市場占有壽命以及適應市場發(fā)展的擴展能力。為滿足上述性能,QuickLogic公司的ArcticLink CSSP為高速USB 2.0提供了內(nèi)置的PHY、高速SD/SDIO/MMC/CE-ATA主控制器,以及嵌入式超低功耗可編程結(jié)構(gòu),且都集成在一個芯片上。一個高度集成、靈活的配套器件可以滿足一個平臺的所有上述四點需求。