Kisel kräva dessa kärnor

Processor-, styrkrets- och digitala signalprocessorkärnor från 14 leverantörer presenteras i Elektroniktidningens första marknadsöversikt över färdiga konstruktionsblock.

Kärnor för inbyggnad i stora kretsar hör man allt oftare talas om. Orsaken är främst att kiselleverantörerna numera erbjuder kretsar med miljontals transistorer, kretsar man inte kan utveckla på rimlig tid med ett rimligt antal konstruktörer utan färdiga byggblock. Fortfarande är enklare kärnor, makron, i majoritet men mer avancerade funktioner blir allt vanligare.

Elektroniktidningen gör nu sin första marknadsöversikt på området. Vi valde att koncentrera oss på kärnor med styrfunktioner - alltså processor-, styrkrets- och digitala signalprocessorkärnor. Som ni ser i tabellen här intill så kommer de flesta kärnorna från kiselleverantörer, men så kallade tredjepartsleverantörer ingår också plus en verktygsleverantör: Mentor Graphics.

En kärna gör inget system

Men en ensam processorkärna kommer man kanske inte så långt med. En bussarkitektur att ansluta kärnan till och bygga systemet runt är också viktigt. För närvarande finns det dessvärre ingen vedertagen busstandard. Och inte lär det dyka upp någon de närmaste åren heller. Industrialliansen VSIA - Virtual Socket Interface Alliance - som tar fram standarder för användandet av kärnor gjorde ett tappert försök att definiera en generell busstandard. Men i höstas gav de upp. Nu försöker man istället definiera gränssnitt - så kallade Bus Wrappers - mellan kärnorna och vilken buss som helst. I vår ska alliansen förhoppningsvis kunna presentera en specifikation.

Matchande buss

En del företag som tillhandahåller kärnor har även en matchande bussarkitektur på repertoaren, andra företag har det inte. Då får kunden själv konstruera klisterlogiken runt kärnan, något som kan vara rejält tidskrävande.

- Vår erfarenhet är att tillgången på bussarkitektur och periferikärnor avgör om kretsen blir färdig i rimlig tid, säger Michael Bäckman som är säljchef på IBM Microelectronics svenska kontor.

Som exempel på periferikärnor nämner han minnesstyrfunktioner, bussarbitrerare och gränssnittsfunktioner.

- Många kärnor är väldigt nakna just för att man ska kunna bygga upp systemet modulärt. Kunden väljer ofta först processorkärna, sedan lämplig cachestorlek och därefter funktioner för att hantera processorbuss, minne och olika gränssnitt, säger Michael Bäckman.

Test tar tid

Stöd för verifiering är naturligtvis också A och O - verifieringen av stora kretsar slukar ju mer tid än själva konstruerandet. Många kärnleverantörer levererar testbänkar till sina alster. En annan viktig fråga rör produktionstest. Vissa kärnor är exempelvis fullt scanbara, andra har inget som helst stöd för test. Kunden måste då göra ett eget testskal.

Vissa begrepp i tabellen tarvar en förklaring. En mjuk kärna är en syntetiserbar konstruktionsbeskrivning i Verilog eller VHDL. Koden är inte knuten till en viss kiselprocess eller verktyg. Därmed kan man alltså flytta konstruktionen mellan olika kiselleverantörer och -processer. Haken är att man oftast inte har någon noggrann uppskattning av timing, yta och effektförbrukning.

Hårda kärnor är däremot redan syntetiserade och layoutade för en viss kiselprocess. Därmed är timing och yta låst men blocket kan inte flyttas till andra kiselprocesser.

Nämnas bör även att vissa halvledartillverkare, exempelvis SGS-Thomson, har valt att inte vara med i marknadsöversikten trots att de säljer processorliknande kärnor. Skälet är att de erbjuder kundanpassade processorlösningar som de inte kan skylta med inför en bredare publik.

Charlotta von Schultz