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新世紀開發平台裝備競賽
 

【作者: 陳瑩欣】   2001年12月05日 星期三

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隨著人們對資訊交流的要求,網路成為進步時代下不可或缺的重要工具,這樣交流下,「知識經濟」的重要性更加被人們依賴。各種平台的發展有如雨後春筍般架設與推動,專業化技術不僅帶動新知識思維,多媒體化的無線行動通訊也成為突破時空環境的新方法,生活在與效率競賽的世界,距離與感官的限制將逐漸被打破。


由於市場競爭壓力迫在眉睫,平台的建構及需求性相對增高。但是設置一個平台,並非給予一個單純的新空間供應使用者使用而已,擁有豐富資源的大公司在發展競爭上,必須從平台的多樣性、支援性及資源完整性等角度設想,多數廠商還是需要以其自身先天資源為核心對外延伸,完成可交流式的開發平台。(表一)列舉了國內幾家知名大廠商的開發平台,下面將對各公司的平台建置與市場經營進行探討。


表一 各平台訴求一覽
廠商名稱 主要開發平台 架構核心 訴求
IBM

IAP (Internet Appliance Platform)

PowerPC IAP 以隨選架構發展SoC
ARM(安謀國際) Prime-Xsys ARM926EJ-S 成為無線通訊市場的主流平台
Philips Semiconductors(飛利浦半導體) Nexperia MIPS、 TriMedia、 R.E.A.L. DSP、 ARM 提供快速驗證、系統功能電子產品的真正解決方案
TI(Texas Instruments;德州儀器) OMAP (Open Multimedia Application Platform) TMS320C55x DSP與ARM925T中央處理器 支援無線通訊產品,使應用系統具備更強大的的語音及多媒體功能。
Xilinx(智霖科技) Virtex II Virtex-II Platform FPGA 提供CPLD與FPGA設計師各種整合工具
Infineon(憶恆科技) M-Gold Carmel DSP、32-bit architecture MCU TriCore 提供完整雙向的通訊晶片製作平台
Faraday(智原科技) Full Set、SHD(Smart Hand Design Platform) MMU、ARM、Cache 提供ASIC發展與SoC設計環境
Mentor(明導國際) Celaro、Platform Express SimExpress 提供企業在SoC發展上對工具及建置的諮詢與輔導
Cadence(益芯科技) 未定名 Methodology 快速地設計產品,達到即時上市的目的


CPU供應商

Prime-Xsys經營策略

由於安謀國際(ARM)在全球技術網路的成立,加上夥伴們所扮演的關鍵角色,使業界普遍採用ARM架構,進而成為一套業界公認標準。1999年ARM核心晶片的總出貨量超過了1.8億,2000年的總出貨量更超越了4億,ARM的16/32位元嵌入型處理器架構已成為全球市場佔有率最高的方案。


ARM總經理呂鴻祥表示,Prime Xsys以ARM926的架構為核心,從工具(Tools)、SoC、OS廠商及自有IP上進行研發與驗證的工作,省下七分之六的能量,隨著下一代發展進行彈性變化。由於科技進程一日千里,未來也可能發展出核心完全不同的平台。(圖一)


「要喝牛奶,何必養一頭牛?」呂鴻祥幽默地說,平台的發展優勢,便是能夠機動性掌握市場,企業只要依循其需要技術,在嵌入式架構上調配成自己所需要的模式,即可加速完成SoC的製作,顧客可以更輕鬆地吸收平台上所供給的養份。


反觀製造商,呂鴻祥不諱言地表示,平台架設與研發IP至少需要兩到三年的時間研發,未來市場評估亦將趨向更精準及深遠的眼光。ARM現已開始供應Prime Xsys 平台。該款產品採用ARM的一般IP授權模式,客戶可建置於特定應用積體電路(ASIC)或專屬應用標準產品(ASSP)設計中。ARM夥伴廠商將於2002年第一季開始推出應用PrimeXsys無線平台的產品。


《圖一 ARM總經理呂鴻祥》
《圖一 ARM總經理呂鴻祥》

IC製造廠商

「一個平台所匯集的資源相當多,並不是一般公司能辦到的,ARM已是業界平台架構者均會設為發展核心的平台,不過各公司仍要針對其專注的系統進行修正才能符合其需要。」飛利浦半半體亞太區業務總部客戶定制型特殊積體電路業務發展經理陳健勳說。


飛利浦半導體所提供的Nexperia數位影像處理平台(DVP, Digital Video Platform)以及Nexperia車內資訊娛樂平台CIP(Car Infotainment Platform)是該公司在內嵌式處理器核心與全球衛星定位系統(GPS, Global Positioning System)等技術上的另外一項創舉。


「飛利浦半導體的平台並非開放的,它是以選擇性的方式,先對客戶的技術與其產品進行評估,認為該公司有可能成為合作伙伴,我們才會開放給該企業。」陳健勳表示,使用飛利浦平台的優點是縮短設計時間及得到系統上的支援,而在選擇客戶方面,飛利浦半導體則以策略夥伴的方式(Partnership),達成雙贏的目標。陳健勳指出,該公司平台架構最大的突破,便是「萬用型」的特點。


由於平台本身,可以重複使用軟硬體,最重要的設計觀念是多變式的處理核心,可透過抽換及可程式的方法做不同需求的更改。而對下一代產品,也可不改換平台的方式,修改或增加的功能,以減少工程師必須去熟悉不同平台的痛苦。


陳健勳指出,有效平台資源的應用,使飛利浦半導體在研發與市場上均有相當大的想像空間。以IC設計能力廠商為其服務對象的飛利浦半導體,以選擇「會贏的客戶」進行合作,以增加市場的佔有率及開發新興的市場。


《圖二 德儀半導體行銷資深業務經理歐建宏》
《圖二 德儀半導體行銷資深業務經理歐建宏》

OMAP經營策略

1999年5月,TI(Texas Instruments;德州儀器)推出OMAP架構,目的在提供先進的無線網路與多媒體功能,而不會影響無線通訊產品最重視的電池使用時間。今年八月,TI與ARM宣佈簽署一項協議,由TI取得最新ARMv6架構的使用授權,來發展功能更強大的解決方案。


這套先進架構是TI與ARM的兩年合作成果,它把TI可程式化DSP以及最新ARM架構結合在一起,使TI可針對下個世代(2.5G與3G)無線手機應用,率先提供更強大的系統效能及更長的電池使用時間。


也由於該公司本身強大的DSP製作技術,OMAP架構中除了ARM之外的重要心臟,便是DSP。以TMS320C55x DSP與ARM925T為平台發展核心,使德儀大幅增加DSP的應用程度,其帶來的最大效益便是在無線通訊領域中有強大的發展。


根據德州儀器半導體行銷資深業務經理歐建宏的說法,OMAP平台的建置使TI能提供給客戶最大的好處,就是能由現今變化迅速的市場中,推動快速服務。該平台同時能給予客戶支援性足夠的產品,滿足市場需求。


《圖三 智霖台灣區總經理賴炫州》
《圖三 智霖台灣區總經理賴炫州》

Virtex II 經營策略

Virtex平台最大的特點在於它「可程式化」,而該項技術亦同步產生兩種效應,一是能針對客戶需求進行IP篩選,二是先行提出「模擬」的效果,在驗證與投片前先行評估,使得聯合設計與共同驗證時避開不必要的浪費,在模擬時選擇出最能節省成本的方式。


「目前SoC的發展有其困難性。」智霖台灣區總經理賴炫州指出,由於市場需要配合層面廣,生命週期較短的消費型態產品,發展應著重在更先進的製程、更具邏輯性的產品;由於在速度供應與硬體核心層增加的狀態下,SoC消耗在整合上的時間甚多,時程縮短不易,時機掌握風險也大,加上驗證速度慢,故要規劃出符合市場需求的SoC有困難。因此Virtex以Programable FPGA為發展核心,擴展平台架構的靈活度。


賴炫州也表示,未來的研發將會有兩種傾向,一是因產品新穎,市場擴大,導致競爭對手多樣化;二是下游協力廠商不但可以進行IP交流,也能同步為上游廠商向同業舉薦。未來IP的競爭力關鍵在於該公司自身技術與協力Partners的關係上,所以產業間的互助型態將會增加。因此更加能掌握各平台產品的市佔率、IP經濟效益與其對產品的適性度。而上游廠商則向提供完整解決方案邁進,下一代Virtex III也將尋此方式進行。


IC Design Service

SHD與Full Set平台建置

《圖四 明導國際亞太區行銷總監彭啟煌》
《圖四 明導國際亞太區行銷總監彭啟煌》

隨著製程愈來愈小,市場競爭要求與科技整合性愈來愈高,不同的平台架構在成形時發揮迥異的效果。智原科技系統經理陳慈升表示,目前智原擁有的雙平台架構分成普遍應用的「Full Set」與局部應用的「SHD」兩個部份,可分別在市場應用領域上扮演相當重要的角色。


另外智原科技產品經理陸頌平也表示,就市場與應用的角度上來看,Full Set架構的運行,使智原將可在一般硬體與軟體的設計環境(如IC Design Tool)上發展出兩種專為IC設計者提供的平台,以VPE(Virtual Platform Environment)與CPE(Common Platform Enviroment)為該平台兩大產品。另一方面,SHD(Smart Hand Device)則是服務有特定需求的廠商(如IA),可以補足Full Set平台之不足。


陸頌平指出,一兩年前還在談IP的重要性,隨之衍發出平台的概念;以ARM為例,十年前發展CPU的同時,便開始積極垂直整合尋找上下游合作夥伴(3rd Party),使其漸漸發展成一個大規模、具完整解決方案(Total Soluation)的公司,成為業界倚重的對象。陸頌平認為,如何在平台上找到志同道合的盟友,是未來發展的重點;以SHD為例,其應用趨勢便是要能得到上游IP供應商的認同,提供整體性的軟硬體服務。


「我們當然希望能站在巨人的肩膀上」陸頌平說,有了強力的上游廠商,也是提昇價值的方法。ARM的先天優勢在於其擁有大量巨集化的IP,並且用執照的概念運作,為其上的IP添加許多價值。


EDA廠商

由於平台建構要求完整、一體成形的解決方案,其中涉及與下游EDA業者的溝通,因此對EDA廠商的影響也更加深遠,而許多發展EDA的廠商也開始著手進行平台的建構,使交流模式成為平台與平台間相互支援切磋。


明導國際

對於平台,明導國際亞太區行銷總監彭啟煌進一步說明,所謂真正的成本,應該在產品開發上考慮到其所投注的時間,也就是說,各平台的評估必須考慮到使用效益、IP技術是否能夠成功轉移、經營團隊是否有足夠的研發知識等。


「 PC的下一波利潤在製造特色!」彭啟煌表示,後PC時代,企業需要用長遠的規劃,以提昇競爭力;而在追求競爭力的同時,廠商應該考慮「真正的成本」(Real Cost),而非「金錢上的成本」。


由於該公司的經營概念以「教育」而非「競爭」的模式運行,其對客戶的角色扮演偏向「領航者」、「輔導員」的方向,明導所採取的驗證儀器租賃制度則為方便業者初步學習的地方。另一方面,該公司有足夠的IP,透過網路進行協同驗證,將驗證時間自二到三個禮拜轉為數十分鐘,大大提昇研發效率。


對於驗證中心所能帶來的貢獻,彭啟煌說:「驗證中心的好處在於它能針對成長最快的客戶進行協助,並提出虛擬功能,給予客戶估價、驗證、IP評估的空間。明導也經由協助中取得更多的IP知識。」


益芯科技

當前電子產品開發平台中,最熱門的題目莫過於SoC,其中對IC設計與EDA業者的影響更甚。益芯科技副總經理潘木旺指出,SoC的開發,將可以使EDA vendors及IC Design Houses之間的關係更加密切。IC Design House藉由整合的EDA工具及流程,能夠更輕鬆、快速而且正確地完成產品設計,而EDA廠商也可在提供工具及服務時對自己的產品進行改進以滿足使用者的需求。


以Cadence的子公司Tality為例,它約有1000名員工,擁有強大的研發設計技術。在Wireless、Networking、通訊、多媒體等產品線上均累積了許多IP及設計流程與平台,可提供業者多方面的需求如IP、設計流程與平台、或高端的設計服務。


該公司依此所推衍出來的兩個觀念為「Platform Design Methodology」與「Derivative Design Methodology」;前者是按應用的領域開發出具有最佳效率的設計環境,即所謂的設計平台。後者則是在該設計平台的基礎上按照不同的需求設計出功能(feature)互異的衍生產品。(圖七)


對於平台發展,Cadence在業界有著相當響亮的核心技術。他們的研究團隊發展出許多與SoC設計有關的方法,即所謂的"Methodology"(方法論)。這些Methodology是從IC產品開發的角度研擬出一套包括IP、架構(Architecture)及EDA工具的設計流程,俾能快速地設計同類型的產品,達到產品即時上市(Time-to-Market)的目的。


評析

就市場考量,電子產品開發平台的建置的確能帶來不少效益,對大公司而言,這些乃是把幾乎飽和的市場重新洗牌,這樣革命性的方式,無疑架構起相當大的市場,但相對各平台的競爭性也隨之而來,若要能在市場上立足,目前各家平台發展尚須注意下列各點。


整合群性經濟

平台凸顯了IP資源的重要性,各公司為了使其產品能被廣泛應用,從上、中、下游間串連整合成新的同盟形式(Partnership或『3rd Party』),不論經過何種篩選過程,這樣的動作已使企業與企業間的關係更加緊密,自然累積出足量而且驚人的產品。


透過平台空間,眾家專業資源得以匯流,IP供應動輒上百種,使用者必須要經過更詳盡的諮詢與服務,才能夠找到完全符合需求的產品。也因此,愈能提供完整諮詢體系、對產品所能達到的效果標示愈簡單明確,其平台使用就愈能獲得青睞。


建立開放模式

開放模式是平台架構所能帶來的新利基,此種模式也給業者開啟向下推銷的新窗口,不但可以提供一系列的產品,另外也能用相同的空間,向上吸取更多資源。企業提供能使自己有利發展的廠商進行開放的動作,建立起更龐大的友好關係。


不過,在這種「IP戒急不用忍」的平台環境中,企業能夠以此提供及時性的服務(Time to Market),但是相對的下游使用者所研發出來的產品,在上市時程、產品功能、市場評估等勢必增加,競爭性提高的態勢之下,量產前更需要三思而後行,不能以為平台產品樣樣都適合援引,而需要以更謹慎的態度進行評估。


商機觸類旁通

電子產品的應用隨著資訊家電(IA)的需求而擴張,開發解決方案也相對從中不斷被研發製造。「降低成本」與「一次購足」必須被同時執行,各種解決方案在平台上延伸,其應用發展的可能性也被大幅提高。也因此,各種領域交疊的可能性就增加,通訊與光電可以被一起運用、無線區域網路系統可以從手機擴展到電腦或其它電器產品,企業必須想辦法打通各種應用範疇,或在某一範疇中成為獨一無二的優勢廠商,如此才能增加可服務的客戶群,帶來另一波新商機。


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