走馬游硅谷 觀花看技術（上）

作者:山水

　　參加2007年AsiaPress TourⅡ的最大感受之一就是高端技術的平民化。這一周正直感恩節(jié)和圣誕節(jié)之間，硅谷地區(qū)的消費電子市場異?；鸨?。同樣是這一周，記者接觸了6、7家不同領域的半導體和電子技術公司，也發(fā)現(xiàn)他們的共通之處——推進早先應用在軍事、電信網(wǎng)絡或是專業(yè)領域的技術走向普通的消費者。

AMD的嵌入式攻略和HyperTransport動態(tài)

　　AMD和英特爾的鏖戰(zhàn)已經(jīng)不在局限在PC市場， AMD和英特爾紛紛加大了自己在嵌入式產(chǎn)品方面的投入。隨著處理器市場由原來的單核向多核轉移，英特爾和AMD也在尋找著傳統(tǒng)PC市場之外的其它發(fā)展空間。從2003年AMD推出Geode NX 1500@8W和Geode NX1750@14W 2款用于嵌入式系統(tǒng)的處理器到現(xiàn)在，到最近推出的面向高端應用的Athlon 64 2000+、2600+和3100+三款64位處理器，AMD的產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了消費電子、單板計算、通信基礎架構和高端SAN等大范圍應用。

　　AMD嵌入式計算解決方案部門總監(jiān) Buddy Broeker接受記者采訪時介紹說，傳統(tǒng)的x86架構采用的是已經(jīng)有20年歷史的前端總線（Front-side Bus），CPU、內存和I/O共享一個總線，已經(jīng)成為性能突破的障礙。AMD64技術采用了直接連接架構（Direct Connect Architecture）增加系統(tǒng)要求接口（System Request Interface）和 縱橫交換（Crossbar Switch），從而消除傳統(tǒng)FSB架構的瓶頸，并且借助HyperTransport增加傳輸帶寬和降低延遲。

　　除了性能的加強，AMD64處理器的功耗也在不斷走低?；贏MD64技術的Geode LX800在500MHz工作模式下功耗降低到0.9W，Geode LX900在500MHz的工作模式下功耗是1.5W，而最新推出的Athlon 64 2000+的功耗為8W。高性能處理器Turion、 Athlon 和 Opteron系列在移動計算、惡劣環(huán)境下的工業(yè)計算機、信息終端、娛樂、醫(yī)療設備、安全應用以及電信硬件產(chǎn)品中得到了廣泛的應用。功耗更低的Geode系列更多地應用在汽車與交通、數(shù)據(jù)采集、娛樂設施、衛(wèi)星通信、國防與航天等領域。

　
AMD嵌入式計算解決方案部門總監(jiān) Buddy Broeker

HyperTransport助力HPC

　　HPC（High Performance Computing高性能運算）應用延伸會帶來什么變化？“以前PC做的事情，以后將由HPC來完成?！边@是HyperTransport 聯(lián)盟總經(jīng)理Mario Cavalli的回答，“而低功耗、無需定制（Off-the-Shelf）且高性能的技術是HPC應用擴展的推動力?！?

　
Hypertransport聯(lián)盟總經(jīng)理Mario Cavalli

　　HyperTransport是HPC發(fā)展的推動力之一。在2007年里，HyperTransport 聯(lián)盟的會員已經(jīng)擴張到66個，新加入的有HP，Cadence和Lattice等18家公司，有5800萬支持HPT的產(chǎn)品面市。采用HyperTransport的產(chǎn)品應經(jīng)覆蓋到嵌入式應用、個人計算、PC游戲、工作站和服務器以及超級計算機5大類的市場。據(jù)InStat的統(tǒng)計，HPT 2007年在超級服務器、超級計算機和邊緣路由（Edge Router）三大應用增長最快，這三個領域同樣也是目前采用HPT最多的市場。

　　據(jù)Mario介紹，HyperTransport在2007年的拓展非常成功，從CPU、芯片組、到IP和測試設備都有新的產(chǎn)品陸續(xù)推出。這其中包括，AMD的用于臺式機的3核和4核Phenom和用于筆記本電腦的雙核Griffin CPU。除了AMD ，nVidia 和SiS也推出支持HyperTransport的芯片組。IP 核方面，今年有GDA科技 的HOST、 Tunnel和 Cave三部分的IP 核，以及Cadence 90nm 和65nm 的模擬HT3 PHY。Verigy、Agilent科技、Credence和Advantest也推出HyperTransport的邏輯分析儀和協(xié)議測量儀。

　　值得一提是，HyperTransport正在得到為計算密集型的應用設計得協(xié)處理器的青睞，從事可變成協(xié)處理器開發(fā)的DRC計算機公司的CEO Larry Laruich告訴記者：“協(xié)處理器正在成為一種潮流，2007年Gray、HP 、IBM 、SGI和 SUN都陸續(xù)推出加速平臺，多核處理器，RPU和GPU已經(jīng)成為行業(yè)標準。” 對于HPC程序員，HyperTransport提供的低延遲和高帶寬連接，再配合用于FPGA的軟件標稱環(huán)境，可以幫助他們把FPGA當作高性能的行協(xié)處理器，而且不需在功耗、體積和成本上做太多的妥協(xié)。

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圖  DRC的金融解決方案平臺

從SDI到HDMI，Gennum專注高速多媒體接口

　　創(chuàng)辦于1973年Gennum公司雖然也涉足10G以太網(wǎng)的收發(fā)器市場，并且提供PCIe的IP給IDT和ATI這樣的客戶，但是更多的認可卻是來自專業(yè)視頻和廣播電視領域。Gennum公司是SMPTE（動畫和電視工程師協(xié)會）的重要成員，其用于廣播電視傳輸?shù)拇泻徒獯桨赴ǎ篠DI 均衡器、時鐘恢復器(Reclocker) 電纜驅動器 串并-并串轉換器(SerDes)，已經(jīng)得到Sony、NEC、THOMSON 和Toshiba等專業(yè)廣播設備供應商的應用。

　　目前使用的HD SDI的1.485Gbps速率已經(jīng)不足以滿足新型的視頻應用要求。Gennum公司模擬和混合信號部門高級副總裁兼總經(jīng)理 Martin Rofheart博士在接收記者采訪時表示， 2006年末SMPTE批準了新的3Gb/s SDI標準SMPTE-424M。這個第三代串行鏈接標準有望把高端影視環(huán)境中現(xiàn)有的HDTV傳輸速率翻倍。為了滿足視頻播放設備客戶的需求，Gennum最近推出了一款3Gb/s光學模組，包括GO2922 3Gb/s雙發(fā)送器和GO2920 3Gb/s雙接收器，采用SFP (small form pluggable)封裝。 “通過單個串行鏈接傳輸1080p50/60，HD 4:4:4和HD 12位視頻格式是減少成本，功耗和體積的關鍵一步?！?Martin表示。

　　SDI在短距離內傳輸未經(jīng)壓縮的數(shù)字視頻信號，這和用在消費電子終端產(chǎn)品中HDMI接口類似。HDMI傳輸未經(jīng)壓縮的視頻信號，但也同樣受制于電纜的長度。據(jù)國外專業(yè)網(wǎng)站的測試，15米的距離下，高質量的HDMI線纜可以較好的完成720p或1080i信號的任務，但一旦使用1080p，由于較高的數(shù)據(jù)量，畫面?zhèn)鬏斠呀?jīng)開始出現(xiàn)問題。更糟糕的是，最新的HDMI 1.3標準增加了色深，再一次增加了數(shù)據(jù)量，使問題再一次加重。

　　對長距離HDM電纜的應用需要使用增幅器(booster amplifiers)或者擴展器(extenders)，增加用戶的成本負擔。Gennum希望利用SDI的技術積累和在模擬混合信號設計的經(jīng)驗，能夠幫助HDMI電纜供應商延長電纜的長度的同時，保證傳輸效果。Gennum把這種在信號源和接收端分別增加一個發(fā)送器和接收器的方法稱作“ActivConnect”。Martin介紹說，ActivConnect通過一個有源集成電纜方案能夠滿足最遠100米的全帶寬傳輸，支持包括HDCP（High-Bandwidth Digital Content Protection）在內的所有HDMI 1.3功能，并且兼容單/雙重鏈結（single and dual-link）DVI接口。

　　ActivConnect目前已經(jīng)應用在美國百通（Belden） 的HD5000 系列HDMI 電纜中。此外，從事音/視頻系統(tǒng)擴展方案的格芬（Gefen）公司也在VGA 到HDMI擴展器中采用該技術。

　　展望ActiveConnect的未來市場，Martin表示Gennum更加看重亞洲地區(qū)。他分析說，在消費電子領域，中國和臺灣地區(qū)的電纜制造商是未來發(fā)展的主力軍，代表了90%的市場機遇，同樣的情況還將發(fā)生在PC市場，即便是在企業(yè)和網(wǎng)絡市場ActiveConnect也同樣能在亞洲地區(qū)找到商機。

　
圖  ActivConnect延長HDMI電纜長度

　
圖  ActivConnect的Demo
　　　　　
結構ASIC得到處理器核IP支持

　　2007年11月26日，結構ASIC的倡導者eASIC和Tensilica公司共同宣布達成合作協(xié)議，eASIC將在其免掩膜費和無訂貨量限制的Nextreme系列產(chǎn)品中免費向客戶提供Tensilica的標準鉆石微處理器以及DSP內核，雙方并未透露具體的授權費用。

　　eASIC公司CEO Ronnie Vasishta在接受記者采訪時表示，自從2000年前后的網(wǎng)絡泡沫之后，來自新興公司的芯片設計數(shù)量急劇減少，主要原因是由于成本因素。一方面小公司沒有足夠的財力去支持這些設計，從另一方面看，即使是實力雄厚的大公司設計數(shù)量也在減少。這種高成本設計正在阻礙產(chǎn)業(yè)中的技術創(chuàng)新。

　　結構ASIC的靈活性正好可以彌補當前占市場主流的ASIC和FPGA所難兼顧的市場需求。eASIC的技術Nextreme獨特之處在于采用混合定制方法。設計邏輯采用基于SRAM的可編程查尋表LUT，如同F(xiàn)PGA，在上電之后通過比特流來定制。另一方面，連線路由是在工廠里面通過單一過孔層來定制。這種單一過孔層可以不需要昂貴的掩模生產(chǎn)，而采用直接寫e光束（Direct-Write eBeam）來實現(xiàn)。大規(guī)模生產(chǎn)時候，也可以采用單層掩模。其他ASIC技術和FPGA在實現(xiàn)邏輯單元編程和布線路由時要么都采用掩模，要么都采用LUT。

　　eASIC的Nextreme象FPGA那樣用比特流編程邏輯單元，象標準單元技術那樣用金屬連接實現(xiàn)布線路由。因此，獲得了雙方的長處：類似FPGA的低開發(fā)成本，短制作周期，靈活性；類似標準單元ASIC的高密度、高性能和低單價。

　　Tensilica的處理器提供了多種選擇，從低功耗、小體積的32位控制器，到高性能的DSP，甚至是多功能音頻處理器。近日發(fā)布的第二代鉆石系列處理器提供更多新特性，包括增加的乘法和除法運算單元、對硬件進行優(yōu)化以降低30%的存儲器功耗以及可選的基于AXI的AMBA總線轉接橋。

　　結構ASIC正在得到處理器IP公司的青睞。在和Tensilica合作之前，eASIC已經(jīng)在Nextreme 90nm系列產(chǎn)品中應用了ARM926EJ處理器。在當時雙發(fā)的協(xié)議聲明中表示，這次合作是首次將32 位處理器內核應用在可配置結構上。

　
  圖  eASIC的Nextreme結構圖