IC业在拐点生存

拐点挑战之三：IC成本和ESL

　　“在今后几年中，我们所要面临的大多数问题可以归类为各种成本核算问题。”Mentor Graphics公司Design-to-Silicon部总经理Joe Sawiki指出，其中包括实现芯片工厂的成本；开发新技术节点的成本；设计芯片的成本等等。这些将推动电子业的创新。例如，在过去几年中，设计成本和与之相对应的技术节点所带来的附加固定资本(real-estate)几乎持平。也就是说，开发一个65nm产品或一个独立芯片会花费3千万美元，再加上其它常规功能，这意谓你需要一个具有5倍开发成本(1.5亿美元)商机的市场来销售这个芯片。这就是为什么一些设计正在走下坡路的原因。如果展望一下在未来的几年中，32nm 和22nm在硅芯片固定资本方面会呈现的局面，你会看到设计领域将发生翻天覆地的变化(图2)。实现一项特定设计所花费的成本将会出奇地高。

图2 设计业发生翻天覆地的变化

　　Mentor Graphics公司CEO兼董事会主席Walden C.Rhines指出，当设计成本高达5~6千万美元时，因制造环节的问题而导致芯片失败是完全不能被接受的(图3)。在系统设计方面，ESL已被谈论很久了，远比DFM久(图4)，DFM只有三、四年的时间。阻止设计方案实施的原因是设计的复杂性增加了。人们都说产品的生命周期正在逐渐缩短。

图3 通过改进系统架构，来改善功耗和成本


图4EDA的变革

　　功耗已经被多次讨论过了，不过如何强调这个问题都不算过分。对于系统的功耗问题，最终建议采用ESL在一个新的抽象层设计出解决方案。但这需要对所采用的工具进行重大技术改革。

Walden C. Rhines
Mentor Graphics CEO兼董事会主席

　　ESL需要具备的条件
　　拥有一个完整的ESL系统需要具备以下几个条件(图5)：

图5 理想的ESL流程

　　首先，在高端需要有一个处于执行层面的建模环境，它可以让你把时序、功耗、功能和界面接口等的结果(effects)分开。在这个建模环境下的工作效率比所有RTL建模环境的快几百倍。它让你在更高的层面使用你的设计，让你决定控制的类型、数据流的形式以及软件的形式。你可以进行结构性的决策，它们会对功耗产生多种多样的影响。这些是在较低层面进行设计时做不到的。

　　其次，你需要能对各项描述进行综合。如果你不得不把设计从高一级层面手工转化到下一级层面的话，在这种环境下，只需导入一个全新的验证层面就可以了。

　　还有，并不是所有设计都是全新的，许多设计在实现阶段采用了大量已有的设计单元，有些是旧有的设计，有些则是来自第三方IP提供商；这些设计中有些带有TLM(事务级模型)，一些则没有，因为这些设计在被导入之前都已被实现了。所以你要能把旧有的设计从RTL中抽取出来放入TLM环境中，将所有的设计单元合为一个完整系统。

　　最后，假如在使用C/C++的测试系统中实现含有RTL的设计，你则需要一个多语言环境来完成它。

　　到目前为止，限制ESL应用的诸多因素之一是这项技术的许多部分事实上还不存在，或是仍处在初期阶段。但Mentor预期在未来的几年中，这项技术将进入设计领域并会显著地降低设计成本。