Ericsson optimerar med C

Systemdesign och inte processteknik blir avgörande framöver, det hävdade Mentor Graphics vd Wally Rhines. Han använde Ericsson som exempel när han öppningstalade på konferensen Globalpress Summit i Monterey, Kalifornien.

– Det är en bra tid att vara reporter, industrins karaktär håller på att förändras, säger Wally Rhines.

Snöbollen sattes i rullning den 16 januari när NXP drog sig ur samarbetet med ST och Freescale i franska Crolles kring nya halvledarprocesser. Istället ska NXP förlita sig på foundryt TSMC för kommande CMOS-processer.

En större överraskning kom sju dagar senare när Texas Instruments meddelade att företaget ska sluta utveckla egna processer efter 65 nm. Istället ska TI samarbeta med några ännu inte namngiva foundryn för digitala CMOS-processer.

– Nyheten från Texas Instruments chockade mig, säger Wally Rhines.

När själva processen inte längre utgör det särskiljande, flyttas fokus till systemkonstruktionen.

– Det är där som företagen kan addera värde.

Wally Rhines pekar ut fyra områden som har betydelse för konkurrenskraften. Det är systemarkitektur, IP, själva implementeringen liksom utbytet vid tillverkningen (yielden).

Ett högnivåspråk som C ger helt nya möjligheter att utforska systemarkitekturen för att optimera storlek, yta eller effektförbrukning.

– Det är visserligen begränsat till algoritmer idag.

Med C hinner man på samma tid simulera 20 gånger så många arkitekturer som när man använder Verilog eller VHDL.

Som exempel tog Wally Rhines Ericssons plattformsbolag. Företaget utgick från en krets som handkodats vilket tog två månader. Sedan tog de specifikationen och syntetiserade den direkt från C för att titta på andra alternativ. Varje alternativ tog mellan två och en halv vecka och 20 minuter att implementera.

– Inte helt förvånande gav ett av alternativen en krets som är 30 procent mindre vilket borde innebär 30 procent mindre effektförbrukning och 30 procent bättre prestanda, säger Wally Rhines.

Visserligen blir en krets som syntetiseras från C större än en handkodad krets men i en klassisk design har man inte möjlighet att prova särskilt många alternativ och hamnar därför oftast i ett lokalt minimum och inte på den optimala punkten.

Ett annat område som påverkar de stora halvledarföretagen är tillgången på IP-block.

IP-industrin växer med runt 20 procent per år inklusive de stora IP-leverantörerna som Arm och Mips. Det här tvingar de större halvledarföretagen att springa snabbare för att behålla sitt försprång. De mindre konkurrenterna får det allt enklare att köpa färdiga IP-block istället för att tvingas utveckla dem själva.

När det gäller implementeringen har det tidigare räckt med att ha de bästa konstruktörerna för att få de bästa resultaten. Nu håller det på att ske en övergång till System Verilog.

– Den stora fördelen är att kunna få en effektiv verifiering av konstruktionen, som att bygga in funktioner som visar hur stor del av konstruktionen som är verifierad.

Statistiken visar att runt två tredjedelar av konstruktionsarbetet för komplexa kretsar går åt till att just verifiera konstruktionen.

En annan fördel är att man kan bygga in funktioner för att hålla nere effektförbrukningen. Det gäller både arkitekturen men också hur den implementeras i den aktuella halvledarprocessen.

Det fjärde området som Wally Rhines pekar ut är produktionskostnader, vilket i praktiken innebär att man har bra yield i produktionen.

– Det kan se ut som världens Texas Instruments ger upp kontrollen över yielden genom att outsourca produktionen, men det tror inte jag.

Istället handlar det om hur mycket data om tillverkningsprocessen som foundryna förser sina kunder med. Mer data leder till en högre yield för kunderna men innebär samtidigt en affärsrisk om de kommer på avvägar eftersom processdata också avslöjar hur tillverkningen går till.

– Jag tror de kommer att tvingas lämna ut processdata. Den som har bäst modeller får konstruktioner med bäst yield och därmed nöjda kunder, säger Wally Rhines.