Sju egenutvecklade asicar är hjärtat i U100, den 3G-plattform som Ericsson Mobile Platforms i Lund har ägnat runt 2 000 manår åt att utveckla. Därtill kommer i runda slängar 400 manår som företagets partners bidragit med.

- Det här må vara Sveriges största asicprojekt, men hårdvaran motsvarar faktiskt bara 25 procent av det totala utvecklingsprojektet. Resten är programvara, säger Björn Ekelund som är vice vd och chef för teknikutvecklingen på Ericsson Mobile Platforms.

Icke desto mindre spelar asicarna en nyckelroll när det gäller att få en kompakt, effektsnål och prestandarik genväg till 3G-terminaler, vilket är just vad U100 sägs erbjuda. Men är inte sju asicar ganska mycket för en konstruktion som sägs ha hög integrationsnivå?

- Visst hade man kunnat integrera betydligt mer tekniskt sett, men det hade inte varit ekonomiskt försvarbart. Större kiselchips hade givit för låg yield (utfall). Vi har valt den bästa storleken, säger Håkan Svegerud som är produktchef för U100.

Han påpekar även att en UMTS-telefon innehåller betydligt mer elektronik än vad en persondator gjorde för några år sedan.

I framtida generationer av plattformen kan några av kretsarna komma att slås ihop. Nu ligger exempelvis WCDMA-transmittern och receivern i var sin krets, men GSM-transceivern i en enda krets. Detta förklaras med att man till skillnad från GSM sänder och tar emot samtidigt i WCDMA, vilket ger risk för överhörning. Nästa steg kan emellertid vara att integrera allt i samma krets, förutsatt att överhörningen kan hanteras.

Egen såväl som inköpt IP

Ett annat argument för att inte välja maximal integration är att man vill kunna återanvända samma kretsar i olika plattformar.

- Vi har till exempel samma GSM-radiokretsar i alla våra plattformar, säger Björn Ekelund.

Men det är inte bara egna konstruktioner som återanvänds. Man har även använt en hel del inköpt IP - Intellectual Property.

Det gäller delsystem i asicar såväl som programvara. Några exempel på inköpta funktioner är operativsystemet OSE, huvudprocessorn Arm9 och DSPn Lead3.

Helt smärtfritt har det inte varit; Björn Ekelund beskriver dilemmat med att arbeta i teknikens absoluta framkant.

- Vi kanske vill köpa in ett delsystem som vi bedömer blir industristandard om 18 månader. Det finns ingen anledning för oss att bära bördan att utveckla det själva, men samtidigt är det ju lite jobbigt att vara den första användaren.

Han säger dock att man samarbetar i långsiktiga relationer med partners som Enea, Philips och Texas Instruments, och att man därför kunnat lösa de svårigheter som uppstått.

En extra vända per krets

I genomsnitt har varje asic krävt en omkonstruktion, eller respin på asicjargong.

- Alla har visserligen fungerat redan i första vändan, men några krävde mindre justeringar för att få önskad kvalitet, säger Håkan Svegerud.

Utvecklingen av den största asicen, en digital basbandskrets tillverkad i en 130 nm-process, säger de sig vara extra stolta över.

- Den har 8 miljoner grindar och blev rätt på första skottet. Vi lyckades med det tack vare vår metodik för att bygga prototyper i FPGAer, säger Björn Ekelund.

Prototyperna gav inte bara fungerande kisel, de gav också en stabil hårdvara som programvaruutvecklarna kunnat provköra mot.

- En av våra stora utmaningar var att få fram fungerande hårdvara så att programvaruutvecklarna kunde starta tidigt, säger Björn Ekelund.

Han berättar hur man syntetiserat fullständiga konstruktionsbeskrivningar till FPGAer och med hjälp av "lite knep" kunnat köra dem i full hastighet.

Projektet använde även en intressant metodik på systemnivå.

- Vi utgick från användarscenarier i stället för från delsystemen. Vi gick ganska vetenskapligt tillväga och tog fram en lista på användarscenarier tillsammans med teleoperatörer som gjort användarstudier. Sedan vävde vi ihop mer detaljerade användarfall för till exempel videotelefoni och att ladda ner spel, säger Håkan Svegerud.

Ett stort antal delsystem är inblandade i varje trafikfall. Målet var att hitta en kompakt lösning utan flaskhalsar.

- Utan systemanalysen skulle vi ha överdimensionerat delsystemen och fått en dyrare lösning. Våra potentiella kunder tvivlade i början på att vi skulle kunna klara videotelefoni utan separat applikationsprocessor. Nu kan de se att det gick, konstaterar Håkan Svegerud.

Excel och Visio

Han säger att konkurrerande UMTS-lösningar kräver en extra processor, vilket kostar yta och effekt såväl som pengar. Vid testningen utgick man också från användarfallen, vilket gav god täckning.

Vad använde ni då för avancerade hjälpmedel för systemdesignen?

- Excel och Visio, svarar duon med ett skratt.

Excel har faktiskt varit det huvudsakliga hjälpmedlet även för att klara effektförbrukningen, även om man till viss del utnyttjat dedicerade effektberäkningsverktyg. Björn Ekelund beskriver effektbudgeten som ytterligare en utmaning som företaget lyckats bra med.

- Jag är övertygad om att vi har den effektsnålaste UMTS-lösningen på marknaden.

Hemligheten sägs ligga i patenterade metoder för att stänga av inaktiva delar på ett smart sätt, olika typer av vilolägen, automatiskt styrd sändareffekt samt den höga graden av asicintegration.

Alla asicar levereras i BGA-kapslar. I övrigt är det kunderna som väljer byggsätt. Håkan Svegerud säger dock att EMP är lyhört för mobiltelefontillverkarnas önskemål, och U100 stöder exempelvis staplade minnen.

Minnen, display, antenn, batteri och kameramodul väljer telefontillverkaren själv. Detsamma gäller passiva komponenter. Som kuriosa kan nämnas att det går 200 till 400 passiva komponenter och andra kringkomponenter på varje 3G-telefon.

Charlotta von Schultz