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采用基于平台的设计开发差异化电子产品方案 |
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作者：QuickLogic公司 李浩涛 |
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移动设备市场对开发团队提出了很多挑战，包括：设计需求日益复杂化、新品上市时间日益缩短，以及迅速开发具备不断变化功能组合的差异化产品。为了满足这些挑战，开发人员开始采用一种新的设计方法——开发平台，基于平台的设计可以开发出多种差异化产品。
在日益复杂和不断变化消费类电子产品市场，这种平台设计方法很盛行，尤其是便携/移动设备领域。消费者在追求新功能和更良好性能的同时，却期待不影响电池寿命，并可以获得最优惠的价格。而新功能的命运却很难预测，有的可以普及并被市场广泛采用，而有的则因为未能引起市场兴趣而悄然消逝。此外，不同地域和群体的消费者对功能的期望也不同，厂商需要提供各式各样的差异化产品。
消费者的这些期望创造了一个富于挑战的设计环境。在这个设计环境中厂商必须能够开发日益精密、且具有一系列可变化新功能的产品集合。另外，厂商还必须迅速开发产品，并保证成本低廉，这样他们才能获得具有竞争力的产品和价格。设计方法必须灵活、创新、快速，且有助于以低廉的成本开发出派生产品。
针对这一任务，传统的开发方法已无法胜任。微处理器虽然拥有设计灵活的优势，但由于其可编程性正在失势。消费者追求的功能组合很复杂、又富于变化，现在的处理器无法在成本、功耗和上市时间这些约束条件下实现复杂功能。标准IC产品，或ASSP（专用标准产品），不支持功能创新，也不能根据市场需求变化提供灵活的功能。而定制逻辑（ASIC）不仅成本高，开发也很费时。
这些标准设计方法的缺陷促成了一种新的设计方法：平台设计。平台设计创建一个基础设计，包含可以提供高性能和设计灵活性的软、硬两种逻辑。这种平台方法可以通过修改软逻辑迅速开发差异化产品，并保证通用的标准性能和成本优势。平台方法的灵活性，降低了因增加不需要功能而带来的风险，并允许定制化以引进新近流行的功能。
由于平台是许多产品设计的基础，平台的开发成本低就意味着产品成本低。同理，软件的开发成本低，平台成本也就低。平台外设功能所需的驱动程序及其它支持软件都可以重复利用在每个差异化产品中，从而设备制作成本也同样降低了。要想应用高端平台开发针对低端市场的产品，只要选用一个子功能集。因此，平台设计方法可以比传统方法更好地覆盖市场。 
图：QuickLogic公司的ArcticLink CSSP具有嵌入式超低功耗可编程结构，在一颗芯片上可集成多种功能
开发一个具备恰当硬逻辑功能组合及灵活软逻辑功能的平台，其关键在于预先的精心设计。首先，必须调查客户需求，并将这些需求分类（例如接口、显示、存储和处理），有助于优化随后的设计决定。这需要开发团队能够确定既定应用领域中全部现有需求或功能组合，并能够预测未来的需求。例如，通过预测到存储容量和显示分辨率会提高的需求，开发团队就可以针对这一变化设计平台。同时，开发团队还需要了解，超出产品设计的需求也要在初始平台上实现。
开发团队在选择平台实施功能的同时，还需要关注设计预算。硅片面积、电路板面积、功率需求、BOM成本等都会制约平台设计的选择。此外，某些特殊功能的风险、成本和设计时间也需要进行评估。平台中软逻辑的灵活性有助于平衡各种设计参数。
创建一个平台不仅仅是硬件设计的实施。要实现快速且有效的产品设计，对软件可用性、系统性能和电源管理等设计流程都要斟酌。任何这些方面的失误都会使平台变成负担而不是资产。
开发团队还需要了解：硅片只是设计解决方案的一个简单部分。系统单元可能会影响芯片设计决策的有效性。例如，由于高速操作系统开销，软件有时也会限制外设性能。然而，综合系统性能评估可以帮助发现并消除平台中的瓶颈。越早认识到这一系统限制，平台设计就越多产。
在设计一个平台时，电源管理必须被列入考虑范围。许多不同的选择可以同时在软件和硬件中实现，如平台的内定位时钟或逻辑块的关闭开关，都有助于产品开发人员更有效地管理电源。平台设计还要在适当的位置采用低功耗逻辑技术。
一个适用于不同应用领域的商用平台必须具备几个关键性能：（a）具有战略应用元件，而不是简单地作为桥接逻辑形式使用；（b）通过在板上集成许多分立元件而获得较低的系统材料成本；（c）简单的设计基础，为加速整个产品系列开发提供足够的功能选择；（d）高度灵活性，为其派生产品系列提供更长的市场占有寿命以及适应市场发展的扩展能力。为满足上述性能，QuickLogic公司的ArcticLink CSSP为高速USB 2.0提供了内置的PHY、高速SD/SDIO/MMC/CE-ATA主控制器，以及嵌入式超低功耗可编程结构，且都集成在一个芯片上。一个高度集成、灵活的配套器件可以满足一个平台的所有上述四点需求。 (end)
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(3/13/2008) |
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