在日益復(fù)雜和不斷變化消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng),這種平臺(tái)設(shè)計(jì)方法很盛行,尤其是便攜/移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域。消費(fèi)者在追求新功能和更良好性能的同時(shí),卻期待不影響電池壽命,并可以獲得最優(yōu)惠的價(jià)格。而新功能的命運(yùn)卻很難預(yù)測(cè),有的可以普及并被市場(chǎng)廣泛采用,而有的則因?yàn)槲茨芤鹗袌?chǎng)興趣而悄然消逝。此外,不同地域和群體的消費(fèi)者對(duì)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(fèi)者的這些期望創(chuàng)造了一個(gè)富于挑戰(zhàn)的設(shè)計(jì)環(huán)境。在這個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)境中廠商必須能夠開(kāi)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(kāi)發(fā)產(chǎn)品,并保證成本低廉,這樣他們才能獲得具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品和價(jià)格。設(shè)計(jì)方法必須靈活、創(chuàng)新、快速,且有助于以低廉的成本開(kāi)發(fā)出派生產(chǎn)品。
針對(duì)這一任務(wù),傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法已無(wú)法勝任。微處理器雖然擁有設(shè)計(jì)靈活的優(yōu)勢(shì),但由于其可編程性正在失勢(shì)。消費(fèi)者追求的功能組合很復(fù)雜、又富于變化,現(xiàn)在的處理器無(wú)法在成本、功耗和上市時(shí)間這些約束條件下實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能。標(biāo)準(zhǔn)IC產(chǎn)品,或ASSP(專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品),不支持功能創(chuàng)新,也不能根據(jù)市場(chǎng)需求變化提供靈活的功能。而定制邏輯(ASIC)不僅成本高,開(kāi)發(fā)也很費(fèi)時(shí)。
這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法的缺陷促成了一種新的設(shè)計(jì)方法:平臺(tái)設(shè)計(jì)。平臺(tái)設(shè)計(jì)創(chuàng)建一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì),包含可以提供高性能和設(shè)計(jì)靈活性的軟、硬兩種邏輯。這種平臺(tái)方法可以通過(guò)修改軟邏輯迅速開(kāi)發(fā)差異化產(chǎn)品,并保證通用的標(biāo)準(zhǔn)性能和成本優(yōu)勢(shì)。平臺(tái)方法的靈活性,降低了因增加不需要功能而帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),并允許定制化以引進(jìn)新近流行的功能。
由于平臺(tái)是許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),平臺(tái)的開(kāi)發(fā)成本低就意味著產(chǎn)品成本低。同理,軟件的開(kāi)發(fā)成本低,平臺(tái)成本也就低。平臺(tái)外設(shè)功能所需的驅(qū)動(dòng)程序及其它支持軟件都可以重復(fù)利用在每個(gè)差異化產(chǎn)品中,從而設(shè)備制作成本也同樣降低了。要想應(yīng)用高端平臺(tái)開(kāi)發(fā)針對(duì)低端市場(chǎng)的產(chǎn)品,只要選用一個(gè)子功能集。因此,平臺(tái)設(shè)計(jì)方法可以比傳統(tǒng)方法更好地覆蓋市場(chǎng)。
開(kāi)發(fā)一個(gè)具備恰當(dāng)硬邏輯功能組合及靈活軟邏輯功能的平臺(tái),其關(guān)鍵在于預(yù)先的精心設(shè)計(jì)。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(chǔ)和處理),有助于優(yōu)化隨后的設(shè)計(jì)決定。這需要開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠確定既定應(yīng)用領(lǐng)域中全部現(xiàn)有需求或功能組合,并能夠預(yù)測(cè)未來(lái)的需求。例如,通過(guò)預(yù)測(cè)到存儲(chǔ)容量和顯示分辨率會(huì)提高的需求,開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)就可以針對(duì)這一變化設(shè)計(jì)平臺(tái)。同時(shí),開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)還需要了解,超出產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求也要在初始平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。
開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)在選擇平臺(tái)實(shí)施功能的同時(shí),還需要關(guān)注設(shè)計(jì)預(yù)算。硅片面積、電路板面積、功率需求、BOM成本等都會(huì)制約平臺(tái)設(shè)計(jì)的選擇。此外,某些特殊功能的風(fēng)險(xiǎn)、成本和設(shè)計(jì)時(shí)間也需要進(jìn)行評(píng)估。平臺(tái)中軟邏輯的靈活性有助于平衡各種設(shè)計(jì)參數(shù)。
創(chuàng)建一個(gè)平臺(tái)不僅僅是硬件設(shè)計(jì)的實(shí)施。要實(shí)現(xiàn)快速且有效的產(chǎn)品設(shè)計(jì),對(duì)軟件可用性、系統(tǒng)性能和電源管理等設(shè)計(jì)流程都要斟酌。任何這些方面的失誤都會(huì)使平臺(tái)變成負(fù)擔(dān)而不是資產(chǎn)。
開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)還需要了解:硅片只是設(shè)計(jì)解決方案的一個(gè)簡(jiǎn)單部分。系統(tǒng)單元可能會(huì)影響芯片設(shè)計(jì)決策的有效性。例如,由于高速操作系統(tǒng)開(kāi)銷,軟件有時(shí)也會(huì)限制外設(shè)性能。然而,綜合系統(tǒng)性能評(píng)估可以幫助發(fā)現(xiàn)并消除平臺(tái)中的瓶頸。越早認(rèn)識(shí)到這一系統(tǒng)限制,平臺(tái)設(shè)計(jì)就越多產(chǎn)。
在設(shè)計(jì)一個(gè)平臺(tái)時(shí),電源管理必須被列入考慮范圍。許多不同的選擇可以同時(shí)在軟件和硬件中實(shí)現(xiàn),如平臺(tái)的內(nèi)定位時(shí)鐘或邏輯塊的關(guān)閉開(kāi)關(guān),都有助于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員更有效地管理電源。平臺(tái)設(shè)計(jì)還要在適當(dāng)?shù)奈恢貌捎玫凸倪壿嫾夹g(shù)。
一個(gè)適用于不同應(yīng)用領(lǐng)域的商用平臺(tái)必須具備幾個(gè)關(guān)鍵性能:(a)具有戰(zhàn)略應(yīng)用元件,而不是簡(jiǎn)單地作為橋接邏輯形式使用;(b)通過(guò)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(jiǎn)單的設(shè)計(jì)基礎(chǔ),為加速整個(gè)產(chǎn)品系列開(kāi)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(zhǎng)的市場(chǎng)占有壽命以及適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的擴(kuò)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(gè)芯片上。一個(gè)高度集成、靈活的配套器件可以滿足一個(gè)平臺(tái)的所有上述四點(diǎn)需求。