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愛特梅爾MPCF-II技術將基於ARM處理器的客製化SoC帶入產量達一萬單位的應用領域,而且不需要授權費用' B( m0 z& x- `6 t+ l+ F
) l+ |, i2 I# ^. L$ ~3 K8 h CAP7L可客製化微控制器的一次性支出為7.5萬美元能夠降低入門級市場產品的成本 . Y- d+ X% E# D6 o3 M( Z# _
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愛特梅爾公司 (Atmel® Corporation)推出CAP7L可客製化微控制器,可讓無晶圓廠(fabless) 的半導體公司以縮短至12周的交貨週期、僅為7.5萬美元的一次性支出 (NRE) 及低至5美元的單位成本,且不需要取得ARM公司的單獨許可,便可實現建基於ARM7™ 處理器的系統單晶片% S* A1 h: r: a0 J; s
(systems-on-chip, SoC)。" q Q. z# X8 `
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CAP7L可提供目前最低的NRE成本,為產量為一萬單位的專案提供良好的經濟效益,完全攤銷後的單位成本為17美元;而對於產量為五萬個單位的專案,攤銷後的單位成本僅為7美元,並已將NRE和IP的費用包括在內了。
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9 W1 t4 j" }2 V4 nAT91CAP7L 器件是標準微控制器產品,具有多達20萬閘金屬可程式單元结構(Metal Programmable Cell Fabric, MPCF),可用於實現專有的客製化 IP、硬體加速器、附加處理器內核或獨特的周邊集,以產生客製化的SoC。) ?% V9 k5 [" b1 E6 A( d
d! `3 y: g" I: y使用愛特梅爾第二代金屬可程式單元結構技術MPCF-II,可將一次性支出降到7.5萬美元。於2007年發佈的MPCF技術能夠讓基於單元的ASIC器件,以較ASIC平臺更低成本和更快的交貨週期達到很高的矽效率。最初的方案使用觸點、六層金屬,以及五個通孔層(via layer),可用於MP庫單元的配置和互連。而全新的MPCF-II技術則具有專為晶片配置和路由而設計的全新VP(Via Programmable)單元庫,僅使用三層金屬和三個通孔層,從而將光罩數量從12個減少至6個,並省去達 50%的NRE成本。
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金屬可程式 (metal programmable, MP)模組 (block) 約占CAP7L晶片面積之15%,其餘85% 的晶片面積是預定義的 (pre-defined),包括了一個ARM7處理器和4層AMBA®AHB™匯流排和22個通道周邊DMA控制器、USB設備、 SPI的主和從器件、兩個USART、三個16位元定時計數器、一個8通道/10位元類比數位轉換器、160KB SRAM,以及一個包括中斷、功率控制和監控功能的全功能系統控制器。為了確保MP模組中客製化功能和晶片其餘部分之間有充分的通信,MP模組具備有兩個AMBA AHB主器件 (master) 和兩個AMBA AHB從器件 (slave)、十四個AMBA先進周邊匯流排(APB™)從器件,以及可通過硬體選擇來分享I/O的32位元可程式I/O。另外,還有一個片上專有中斷控制器,提供多達13個經編碼的中斷和兩個附加的未經編碼的中斷,可用於DMA傳送。, ?9 |, _( l+ k; }9 t
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/ @4 N' M. R) L5 M$ U. G' dCAP7L可以為那些開發具有差異性、基於ARM處理器的系統設計之大型OEM客戶及為微控器市場帶來新IP的創新無晶圓廠公司,帶來較低成本的解決方案。。MPCF II技術能夠在NRE費用有限的謹慎經濟狀況下,實現具有豐富功能的ARM7處理器設計,這是激勵小型設計團隊和工程技術預算有限的設計發展和成長的理想選擇。* a& _ ?8 t; j3 q3 ^' E8 Q
; n; Z0 `; l$ C愛特梅爾公司CAP™產品市場總監Jay Johnson表示:“無晶圓廠半導體公司在實施新設計時,常常會陷入一種左右為難的處境,因為全客製化ASIC所需的10萬美元NRE費用和以百萬單位計的最少訂購量常常使得設計人員卻步, 尤其是在市場接受度不確定的情況下,採用全客製化ASIC的做法很不實際。雖然他們也可以採用量小、快速交貨的ASIC,但其單位成本卻往往達到數百美元。而且在任何一種情況下,它們可能都需要向ARM 購買其IP許可。”2 I) N5 y) B* V n
" |# Z5 f4 M8 R# wJohnson進一步解釋說:“剩下的選擇就是使用具有嵌入式軟內核或外部微控制器的FPGA,但採用基於FPGA解決方案的問題是,與整合式SoC相比,FPGA解決方案的性能較差、占位面積較大,且功耗高出44倍。此外,在FPGA中實現的‘秘方’很容易被竊取,所以在許多情況下,這都不是一個可行的選擇。無晶圓廠半導體公司無法利用FPGA解決方案把產品帶入市場。”! x, x' b [! B1 h4 H( j; ^* W
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Johnson最後表示:“對於無晶圓廠半導體公司而言,最具成本效益的高性能選擇是CAP7L可客製化微控制器。該產品提供了成本低廉的小批量解決方案,具有客製化SoC的功耗、性能和IP安全性特性,而且沒有額外的授權費用或昂貴的單位成本。CAP7L在最差情形下的功耗在3mW和4mW之間,較典型 FPGA的功耗降低98%。”- x* l% f* F. ^- J5 Q" H \
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設計流程 ! G6 z# _/ A4 }) d! P" l" K
- CAP7L的設計流程與 “FPGA加MCU”或ASIC實施方案相同,最初使用 Altera®或 Xilinx® FPGA和一個基於ARM7處理器的MCU來進行開發,愛特梅爾提供具有直接FPGA介面、基於ARM7處理器的CAP7E MCU。CAP7E之上的介面將FPGA與CAP7L上的AMBA AHB和周邊DMA控制器直接相連。此外,愛特梅爾還提供FPGA邏輯,對FPGA和CAP7E微控制器之間流動的匯流排通信量進行解碼和編碼。FPGA中的邏輯模組經由AMBA AH主和從通道連接至CAP7E MCU。在移植到CAP7L之前,設計人員可以使用“CAP7E加 FPGA”實施方案進行早期市場的測試和概念的驗證。9 n) I/ N0 y! {. D; P/ R) ]
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除了提供ARM內核,愛特梅爾還備有一個大型的IP軟體庫,它不需要授權費用和權益金,並已在CAP7L MP模組中經過全面的驗證和測試。愛特梅爾的免費IP包括支援RS232、RS485、ISO7816和IRDA的USART、IRDA、一個串列同步控制器(SSC)、I2S、音頻AC’97控制器、雙線介面(主及從)、串列周邊介面(SPI)、SD卡/MMC卡主控制器、控制器區域網路2.0B + 8 個郵箱、並行 I/O (32)、定時計數器、脈寬調變(PWM)、資料加密標準(TDES-133 MHz)、先進加密標準 (AES-128/196/256)、安全散列演算法(secure hash algorithm, SHA1)、AHB/APB 橋、外部匯流排界面、外部靜態 RAM / 快閃記憶體控制器、可用於NAND快閃記憶體的錯誤糾正控制器 (error correction controller, ECC)、SDARM控制器和ZBT RAM控制器。5 c. k4 M! O3 H. u
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可用於任何客製化IP的HDL代碼是使用標準的特定供應商或第三方FPGA設計工具而開發的,一旦經過驗證,客戶必需將暫存器傳輸級(RTL) 網表 (netlist)提供給愛特梅爾,以便在CAP7L的MP模組中實施。) _% q4 y# g% t$ q
" y& b* q U" s; l M最終的閘級網表原型可在10周內提供;生產批量網表則在12周內提供。8 s6 c" H- s) o$ ]( p* U+ U
4 ~6 C. R4 d: F5 M現有的第三方工具 - 愛特梅爾基於ARM處理器的MCU系列所用的 C編譯器、RTOS、OS、ICE和IDE也可與這些器件的CAP版共用,其中包括愛特梅爾的免費GNU gcc C編譯器、GNU gdb 除錯器、FreeRTOS.org即時內核,商用工具包括ARM (RealView Development Suite, RealView ICE, RealView Trace2) Green Hills® (Multi® IDE、 TimeMachine™、Integrity® OS)、IAR™ (C 編譯器 – Embedded Workbench)、ExpressLogic (即時作業系統 – ThreadX®) 和Micrium (即時作業系統 – uCOS/II)。
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供貨和價格 - 愛特梅爾現可提供CAP7L可客製化微控制器,NRE費用為7.5萬美元,採用144 LQFP8 q, x0 e }2 z6 b; o7 w
封裝,訂購 5萬個器件的單價為5.50美元。7.5萬美元 NRE成本包括協助客戶將其FPGA代碼重新瞄準 (re-targeting) 進入愛特梅爾金屬可程式庫的設計工程技術、靜態定時分析和收斂、佈局佈線、設計修整、光罩和10個快速交貨的原型。此外,愛特梅爾還提供一組低成本的入門級工具套件,可用於工程技術評測。AT91CAP7A-STK工具套件的價格為399美元。7 _0 L8 j# Z4 s, \& ~7 K
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同時,內建FPGA介面的CAP7E微控制器也在供應中,訂購一萬片,單價為9.50美元。
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# m6 ?) g/ g/ ]9 b h[ 本帖最後由 heavy91 於 2009-4-28 03:06 PM 編輯 ] |
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