【導(dǎo)讀】四川和芯微電子正式宣布推出通過(guò)USB IF兼容性測(cè)試的USB3.0完整IP解決方案，為目前大陸地區(qū)第一家通過(guò)該項(xiàng)測(cè)試的USB3.0物理層IP產(chǎn)品。再次完善了國(guó)內(nèi)在高速接口技術(shù)上的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，為集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)現(xiàn)目前熱門(mén)的USB3.0接口技術(shù)提供了新的選擇。
國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的數(shù)?；旌螴P核四川和芯微電子股份有限公司（IPGoal）提供商作為一家專(zhuān)注于高速高精度數(shù)?；旌闲盘?hào)集成電路IP核研發(fā)、推廣和授權(quán)的企業(yè)，IPGoal也是國(guó)內(nèi)首家掌握USB 2.0核心技術(shù)并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的企業(yè)。USB3.0 IP解決方案的推出再次完善了國(guó)內(nèi)在高速接口技術(shù)上的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，為集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)現(xiàn)目前熱門(mén)的USB3.0接口技術(shù)提供了新的選擇。
按Intel發(fā)布的資料數(shù)據(jù)顯示，到2014年USB3.0的市場(chǎng)滲透率有望接近30%，采用USB3.0接口技術(shù)的臺(tái)式和便攜終端設(shè)備出貨量將超過(guò)5億臺(tái)。在USB3.0應(yīng)用即將爆發(fā)性增長(zhǎng)之際，本土IP提供商發(fā)布USB3.0完整IP解決方案對(duì)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)有什么樣的意義呢？“USB3.0的普及應(yīng)用已經(jīng)完全啟動(dòng)，以目前USB接口的應(yīng)用規(guī)模來(lái)看，未來(lái)市場(chǎng)空間非常巨大，但目前國(guó)內(nèi)企業(yè)在實(shí)現(xiàn)難度和成本上都有一定壓力。”IPGoal技術(shù)總監(jiān)武國(guó)勝指出，“本土企業(yè)推出經(jīng)過(guò)USB IF官方認(rèn)證的第三方IP解決方案將幫助芯片廠商克服技術(shù)上的挑戰(zhàn)，加速產(chǎn)品研發(fā)，同時(shí)在成本上更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)”。
極具挑戰(zhàn)性的USB3.0物理層設(shè)計(jì)
作為一家半導(dǎo)體行業(yè)的IP提供商，IPGoal的產(chǎn)品鎖定在那些對(duì)于芯片設(shè)計(jì)廠商而言通常最具挑戰(zhàn)的混合信號(hào)物理層IP核的設(shè)計(jì)上，而USB3.0的物理層設(shè)計(jì)無(wú)疑是當(dāng)前接口設(shè)計(jì)中最具挑戰(zhàn)性的部分。據(jù)悉，僅僅在滿(mǎn)足USB3.0物理層測(cè)試認(rèn)證上就有很多挑戰(zhàn)，例如在兼容性測(cè)試上，USB3.0的測(cè)試難度遠(yuǎn)超過(guò)業(yè)界廣泛使用的PCIE和SATAII等其他標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)裕量非常小，要滿(mǎn)足苛刻的認(rèn)證測(cè)試要求難度極高。
“我們的USB3.0 IP還針對(duì)多種工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)，可以應(yīng)用于針對(duì)0.13微米、90納米和65納米工藝節(jié)點(diǎn)的IC設(shè)計(jì)。”武國(guó)勝指出。目前市場(chǎng)可用的第三方USB3.0 IP解決方案基本上是針對(duì)90納米及65納米等高速工藝設(shè)計(jì)，很少有適用于0.13微米工藝的同類(lèi)IP。與90納米以及65納米設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)相比，0.13微米的USB3.0實(shí)現(xiàn)方案主要挑戰(zhàn)在于5Gbps的速度幾乎接近了該工藝下半導(dǎo)體技術(shù)所能實(shí)現(xiàn)的極限，設(shè)計(jì)難度極高。目前IPGoal的USB3.0 IP解決方案已經(jīng)針對(duì)TSMC、SMIC和GLOBALFOUNDRIES三家全球領(lǐng)先的代工廠實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。
在IPGoal公開(kāi)的資料中，其USB3.0 IP解決方案具有如下關(guān)鍵特性：完全與PIPE3接口兼容；實(shí)現(xiàn)了接收器自適應(yīng)均衡以補(bǔ)償通道損耗、串?dāng)_和碼間干擾（ISI）；可編程發(fā)送幅值、預(yù)加重和壓擺率；支持不依賴(lài)外部器件的擴(kuò)頻產(chǎn)生與接收；支持USB3.0所有的節(jié)能模式(U0、U1、U2和U3)，可以完成超級(jí)低功耗工作模式；等等。“具體到設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上，要滿(mǎn)足USB IF的認(rèn)證要求，其中每一項(xiàng)特性的實(shí)現(xiàn)都具有極大的挑戰(zhàn)性。”武國(guó)勝指出，“例如，要滿(mǎn)足USB IF兼容性測(cè)試項(xiàng)目長(zhǎng)達(dá)3米的電纜要求，芯片層面與應(yīng)用層面的信號(hào)完整性的優(yōu)化設(shè)計(jì)非常重要。而支持USB3.0所有的節(jié)能模式對(duì)于便攜式等應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是必不可少的關(guān)鍵特性要求。”
圖1：IPGoal的USB3.0 IP通過(guò)了USB IF認(rèn)證,因此基于該IP開(kāi)發(fā)的IC產(chǎn)品可以輕松通過(guò)此認(rèn)證
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標(biāo)準(zhǔn)IP產(chǎn)品如何實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)？
盡管USB3.0標(biāo)準(zhǔn)具有非常廣闊的市場(chǎng)，但作為USB3.0 IP方案提供商，IPGoal絕不是唯一一家，IPGoal如何直面國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)？“我們作為目前國(guó)內(nèi)唯一一家通過(guò)USB IF兼容性測(cè)試的USB3.0 IP產(chǎn)品，在性能指標(biāo)上完全滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，因此基于我們的IP解決方案實(shí)現(xiàn)芯片設(shè)計(jì)可以輕松通過(guò)USB IF認(rèn)證。在解決方案的關(guān)鍵特性上，我對(duì)我們的技術(shù)優(yōu)勢(shì)也非常有信心。”武國(guó)勝表示。作為一個(gè)具有嚴(yán)格規(guī)范要求的接口產(chǎn)品，其實(shí)并沒(méi)有多少可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)，但武國(guó)勝依然能指出IPGoal USB3.0 IP實(shí)現(xiàn)的幾點(diǎn)關(guān)鍵差異化設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)：
首先，IPGoal推出的USB3.0 IP解決方案可以滿(mǎn)足當(dāng)前的主流半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝，包括0.13微米、90納米和65納米。當(dāng)前適用于0.13微米工藝的USB3.0 IP非常少，但目前不少?lài)?guó)內(nèi)SoC設(shè)計(jì)依然沿用了0.13微米的半導(dǎo)體工藝，因此滿(mǎn)足0.13微米生產(chǎn)工藝的IP選項(xiàng)可以讓客戶(hù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有更大的靈活性。
其次，IPGoal的方案還不乏一些局部設(shè)計(jì)上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。例如，一些競(jìng)爭(zhēng)解決方案可能還需要外部參考器件提供內(nèi)部參考偏置，而IPGoal已經(jīng)在IP中解決了這個(gè)問(wèn)題，在降低系統(tǒng)BOM采購(gòu)成本的同時(shí)，也減少了芯片封裝的開(kāi)銷(xiāo)。此外，USB接口的ESD設(shè)計(jì)通常具有很高的挑戰(zhàn)性，而基于IPGoal設(shè)計(jì)的驗(yàn)證芯片ESD超過(guò)了4kV的測(cè)試，客戶(hù)基于該IP方案設(shè)計(jì)的芯片可以輕松提高系統(tǒng)級(jí)ESD防護(hù)等級(jí)。
第三，作為本土設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，無(wú)論在方案總體實(shí)現(xiàn)成本上還是設(shè)計(jì)服務(wù)上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，這也是IPGoal能夠成為國(guó)內(nèi)最大混合IP提供商的原因?qū)τ谧詈笠稽c(diǎn)，武國(guó)勝并不想談及具體的費(fèi)用問(wèn)題：“我們是國(guó)內(nèi)首家通過(guò)USB IF兼容性測(cè)試的USB3.0 IP提供商，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)第一家掌握USB2.0核心技術(shù)的企業(yè)，盡管目前USB2.0已經(jīng)很成熟，但每年依然有大量客戶(hù)購(gòu)買(mǎi)我們的USB2.0 IP方案，客戶(hù)看重的正是我們的成本優(yōu)勢(shì)和服務(wù)能力。”
