SoC设计之组态性处理器IP介绍

5.针对SoC的应用进行最佳化

SoC的应用非常多，有的是数字相机(DSC)的SoC，有的是可携式媒体播放器(PMP)的SoC，或是导航机(PND)的SoC，不同的SoC其应用设计也不同，例如DSC SoC不重视音讯处理，而PND SoC只专注静态视讯处理及简易的音讯处理，但却需要重视数字信号的处理(接收卫星定位信号后的相关处理)，至于PMP、STB(视讯机上盒)则重视动态、高质量的音/视讯处理，也重视信号处理(接收、处理节目信号)。

由上可知，不同的执行处理特性、不同的运算负荷度，若用单一架构处理器IP则难以满足设计，而可组态性处理器IP却可以针对不同的应用需求来进行组态，以合乎各种应用取向的SoC设计。

可组态性处理器IP的隐忧

虽可组态性处理器IP有如上的5种优点，但也不表示没有缺点，事实上，随半导体技术及市场演化，可组态性处理器也面临一些隐忧、威胁，以下我们简要讨论。

1.工艺持续缩密，芯片面积资源获得宽解

芯片的缩密工艺技术仍持续精进，从90nm、65nm、到45nm，并持续往下探，使芯片电路面积成本愈来愈低，因此芯片设计者已不如过往般重视面积成本，事实上处理器的多核化发展，无论是同质多核、异质多核，都表示「透过电路面积倍增的作法来争取效能提升」已属可行、值得。如此，透过组态作法让执行核心的面积最佳化，此种需求将逐渐减少。

2.芯片上市的时间压力愈来愈大

使用IP为的就是要节省芯片设计的验证心力、加速芯片的开发，让芯片更早上市销售，而今市场竞争更加激烈，芯片Time To Market压力比过去更大，使许多SoC项目都舍弃从Soft IP阶段开始设计，直接取用Hard IP加速设计。

然而可组态性处理器IP可说是比Soft IP更Soft(软)性的IP，是从「比Soft IP」更前期的设计阶段开始着手，好处是获得更高的设计弹性，但相对的就是增加SoC的设计时间，甚至为实现组态化而必须学习、熟悉另一套前期设计工具，即处理器的组态工具。

3.软件风险

此点前面已约略提及，事实上，除有软件移植性、兼容互通性等疑虑，软件的后续维护也将令人担忧，同时协力业者提供的宏程序(Macro)也可能无法立即适用，这些都须再行斟酌、调修。特别是软件开发、维护成本在整体SoC方案中所占的比重愈来愈高，许多原有以硬件电路方式设计成的功效，而今多半转成软件方式实现。

4.固定组态处理器IP的转向

ARM、MIPS等皆是以固定组态性处理器IP为主，不过为因应客户需求也开始有些转变，或允许部分的特例，例如MIPS的Pro系列IP就拥有组态性，或如ARM的OptimoDE Data Engines能因应不同需求的应用设计。

附注1：ARM、MIPS在处理器IP的主要授权业务逐渐成熟后，也开始进行相关延伸，如ARM延伸至实体IP领域，MIPS延伸到模拟/混讯IP领域，此外两家业者皆开始跨入32位的控制器IP市场。

附注2：除了Soft IP、Hard IP外也有Firm IP，Firm IP的设计完成度介于前两者之间，不过在产业的实际运用中却不如前两者普遍。