在這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，萬(wàn)事萬(wàn)物都被賦予智能，即使是最簡(jiǎn)單的產(chǎn)品也不例外。隨著(zhù)量的增加，廠(chǎng)商們更希望采用定制化的SoC來(lái)設計產(chǎn)品，其原因是定制化的SoC可有效降低系統BoM和功耗，并增加功能和可靠性。
根據IMEC IC-link統計，定制化SoC的年復合增長(cháng)率為15%。那么問(wèn)題來(lái)了，定制化SoC是在哪些領(lǐng)域實(shí)現了增長(cháng)？定制自己的SoC成本和優(yōu)勢又如何？
驅動(dòng)這波定制化SoC增長(cháng)的主要有三股力量：傳感器和混合信號公司，推出集成化的IoT解決方案；初創(chuàng )公司推出創(chuàng )新的解決方案；以及OEM廠(chǎng)商，以期通過(guò)SoC定制降低成本和功耗并實(shí)現差異化。
有數據顯示，相比MCU+模擬器件的分立式解決方案，定制化SoC可以降低90%的BoM，降低85%的PCB面積并實(shí)現差異化。通過(guò)將分立器件集成到單個(gè)SoC當中，還可以降低器件停產(chǎn)的風(fēng)險。此外，采用SoC的產(chǎn)品還可以更容易地通過(guò)性能試驗。
從成本上看，與我們經(jīng)常聽(tīng)到的28nm、14nm等先進(jìn)工藝動(dòng)輒幾百萬(wàn)上千萬(wàn)美元的流片成本不同，混合信號芯片采用180nm、90nm和65nm的成熟工藝制造，成本僅需數萬(wàn)美元。同時(shí)，IP模塊、軟件和工具可以重用，子系統也可以通用。
圖1：SoC降成本的優(yōu)勢
此外，據S3集團的數據顯示，相比分立式解決方案的BoM成本，設計定制化SoC雖然前期的一次性工程費用較高，但是在12到18個(gè)月后，成本即可收回，后期則會(huì )實(shí)現更多利潤。
圖2：以250萬(wàn)美元投入為例，設計定制化SoC雖然前期的一次性工程費用較高，但是在12到18個(gè)月后，成本即可收回，后期盈利更高
在討論了定制化SoC的優(yōu)勢后，再來(lái)看看物聯(lián)網(wǎng)廠(chǎng)商如何實(shí)現。我們知道，SoC當中通常包含有一個(gè)處理器和許多的模擬功能。Cortex-M0是適合物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)的一款主流MCU內核產(chǎn)品。然而，在以前，一個(gè)公司想要開(kāi)發(fā)一款基于Cortex-M0內核的SoC，不管芯片有沒(méi)有生產(chǎn)、銷(xiāo)售，ARM都要先收取一筆授權費。
為了因應物聯(lián)網(wǎng)的碎片化背景和滿(mǎn)足初創(chuàng )公司所需，ARM于2015年底推出了DesignStart Cortex-M0計劃。它為SoC設計人員提供了免費的ARM Cortex-M0處理器IP，用于設計、仿真和原型建模。
這樣，ARM通過(guò)將該項服務(wù)免費開(kāi)放給用戶(hù)進(jìn)行研發(fā)測試，用戶(hù)在需要正式制造芯片銷(xiāo)售時(shí)，才需要向ARM支付授權費。這對初創(chuàng )公司開(kāi)發(fā)SoC來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一大利好。此外，ARM推出的快速授權服務(wù)（售價(jià)4萬(wàn)美元）也簡(jiǎn)化了授權流程，這為創(chuàng )業(yè)公司提供了一個(gè)綠色快速通道。
設計人員可以通過(guò)ARM的DesignStart門(mén)戶(hù)網(wǎng)站獲取這一打包服務(wù)，具體包括：
· Cortex-M0處理器及系統設計工具包（SDK），其中包括系統IP、外設、測試平臺以及相關(guān)軟件；
· 一份關(guān)于完整的ARM Keil MDK開(kāi)發(fā)工具的90天免費授權許可。
這一打包服務(wù)為設計人員免除了在采用預配置的Cortex-M0處理器進(jìn)行新的SoC設計、仿真和測試時(shí)通常所需的前期授權所帶來(lái)的成本壓力。此外，這一打包服務(wù)還提供價(jià)格為995美元的Versatile Express FPGA開(kāi)發(fā)板，可供設計人員將其設計推進(jìn)到原型建模階段。
圖3：ARM Cortex-M0 DesignStart設計包實(shí)現框圖簡(jiǎn)化
開(kāi)發(fā)者如果希望對其設計進(jìn)行商業(yè)化量產(chǎn)，可以以4萬(wàn)美元的價(jià)格購買(mǎi)簡(jiǎn)化的、標準化的快速授權，從而將ARM Cortex-M0處理器相關(guān)IP、SDK和Keli MDK開(kāi)發(fā)工具用于商業(yè)目的，同時(shí)還能得到來(lái)自ARM的技術(shù)支持。
無(wú)論是初創(chuàng )公司還是已有一定規模的廠(chǎng)商，升級后的DesignStart門(mén)戶(hù)網(wǎng)站為更多的SoC開(kāi)發(fā)人員打開(kāi)了通往ARM技術(shù)的大門(mén)，并使其設計的商業(yè)化量產(chǎn)更加迅速便捷。
此外，DesignStart平臺新增的Cadence和Mentor Graphics EDA工具可以加速嵌入式和IoT領(lǐng)域定制化SoC的研發(fā)。當測試芯片可以低至1.6萬(wàn)美元的成本進(jìn)行制造時(shí)（不包括EDA工具和IP授權費用），開(kāi)發(fā)定制化SoC的道路將變得愈發(fā)平坦。
總之，ARM DesignStart這一創(chuàng )新的商業(yè)模式，滿(mǎn)足了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代定制化SoC設計所需。初創(chuàng )公司設計低成本的定制化SoC產(chǎn)品已不再是難事。
