電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/莫婷婷）在摩爾定律的推動下，芯片單位面積上的晶體管數(shù)量不斷增加，片上多核異構(gòu)SoC成為發(fā)展趨勢之一。與此同時，汽車芯片、AI芯片等高集成度芯片的高速發(fā)展，對片上通信提出新的要求。為了提高芯片的性能，片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（NoC）被更多的芯片廠商應(yīng)用，包括汽車芯片、FPGA芯片也將其考慮在內(nèi)。

傳智驛芯正是國內(nèi)優(yōu)秀的NoC解決方案廠商。為了了解國內(nèi)芯片企業(yè)對NoC技術(shù)的需求情況，電子發(fā)燒友網(wǎng)有幸采訪到傳智驛芯（Transchip）首席戰(zhàn)略官時昕博士，進(jìn)一步深入探討NoC技術(shù)，以及公司基于NoC技術(shù)的IP布局和未來的戰(zhàn)略規(guī)劃。


在機(jī)遇和挑戰(zhàn)中被追捧的NoC技術(shù)

片上互連架構(gòu)主要分為三種，NoC是其中一種，另外兩種是共享總線（Bus）、Crossbar。在NoC被大范圍關(guān)注到之前，不少芯片采用的是傳統(tǒng)的SoC片上通信結(jié)構(gòu)——共享總線方案，但這種方案主要針對的是IP模塊共享一條或多條總線，且難以保障帶寬的擴(kuò)展性。

如果將IP行業(yè)分階段，2020年是一個重要的時間點(diǎn)。傳智驛芯將2020年之后劃為IP2.0時代，從IP 1.0時代到IP 2.0時代，單顆芯片可集成IP數(shù)量不斷增多，IP1.0時代單顆芯片集成IP核約為10個，到了2.0時代，這個數(shù)量可以達(dá)到200個甚至更多。

一個很明顯的挑戰(zhàn)是，高性能芯片內(nèi)部IP的電路模塊越來越多，從過去的十幾個、二十個、幾十個增加到了現(xiàn)在的幾百個IP的instance。IP數(shù)量增加，讓獨(dú)占式的共享總線不能更好地實(shí)現(xiàn)芯片模塊之間的互連。

摩爾定律開始放緩，但芯片對算力的需求是一直在增加的。例如當(dāng)下流行的異構(gòu)計算，解決了芯片算力瓶頸，卻也帶來了設(shè)計挑戰(zhàn)。

在摩爾定律不能滿足算力增加的要求時，從芯片架構(gòu)角度來說，就需要通過多核或者異構(gòu)方式來設(shè)計芯片，這將導(dǎo)致芯片核心數(shù)量的增加。異構(gòu)芯片的數(shù)量逐漸增加，NoC將成為必要的片上通信方式。

高性能的SoC設(shè)計在性能、功耗等方面面臨著諸多問題。NoC主要是解決了芯片內(nèi)部不同IP的數(shù)據(jù)傳輸，或者是不同核心之間數(shù)據(jù)傳輸，并且能帶來優(yōu)于Bus和Crossbar的性能。

談及NoC能夠解決高性能芯片在設(shè)計時的哪些問題，時昕博士介紹，一是更多的核、更復(fù)雜的片上緩存系統(tǒng)設(shè)計，NoC可以避免后端布局布線擁塞。二是更容易地滿足芯片時序的要求；三是因?yàn)镹oC的很多資源是可以共享的，所以對布線資源的要求會比較少，同時也會降低芯片的面積。


以Arteris IP為技術(shù)起點(diǎn)，展現(xiàn)NoC解決方案的硬核實(shí)力

隨著異構(gòu)芯片設(shè)計的復(fù)雜化，NoC的應(yīng)用越來越廣泛。同時，不少汽車芯片、AI芯片與服務(wù)器芯片在想要進(jìn)一步提升擴(kuò)展性或者是SoC芯片核心數(shù)增加時，都會尋找第三方NoC IP供應(yīng)商。

目前，業(yè)內(nèi)的第三方NoC IP廠商并不多，國際廠商有Arteris、Signature IP、Truechip，業(yè)內(nèi)客戶群體最龐大的當(dāng)屬Arteris。很多國內(nèi)外知名的自動駕駛、人工智能、云計算、IoT與5G通信等領(lǐng)域的廠商均采用了Arteris的IP。國內(nèi)第三方NoC IP供應(yīng)商更是少之又少，傳智驛芯恰好出現(xiàn)在行業(yè)最需要的時候。

傳智驛芯成立于2020年，是Arteris在中國的合資公司，核心業(yè)務(wù)包括基于NoC技術(shù)開發(fā)設(shè)計的解決方案、子系統(tǒng)IP開發(fā)、芯片設(shè)計服務(wù)等。在子系統(tǒng)IP開放方面，傳智驛芯打造了TC x NoC、Safety lsland以及Die to Die三大產(chǎn)品矩陣。業(yè)務(wù)主要面向汽車芯片，GPU/AI芯片，RISC-V芯片，以及FPGA芯片等芯片廠商。



談及進(jìn)入該市場的契機(jī)，時昕博士提到了兩大原因，一是在技術(shù)方面，NoC的需求增加將逐漸成為一種趨勢。“從整個技術(shù)上來看，包括從過去的幾年實(shí)際的項(xiàng)目數(shù)量，讓我們相信未來NoC的市場肯定會比現(xiàn)在大很多倍。”他提到。

二是生態(tài)方面，要把芯片里面多個來自不同供應(yīng)商的IP連起來，就需要跟其他IP供應(yīng)商配合，這樣才能夠在建模、仿真等方面提升適配度。Arteris給傳智驛芯帶來了很好的技術(shù)起點(diǎn)，同樣在生態(tài)伙伴上，也給傳智驛芯帶來了很大的優(yōu)勢。

在芯片設(shè)計階段，傳智驛芯可以基于FlexNoC、Ncore、CodaCache?等IP來為客戶提供靈活高效的片上網(wǎng)絡(luò)解決方案，并同時提供定制及自研IP與EDA工具，甚至芯片設(shè)計服務(wù)。

傳智驛芯認(rèn)為子系統(tǒng)級IP將成為未來的主流，憑借公司對未來的判斷趨勢，依托Arteris IP，傳智驛芯可以提供成熟且豐富的產(chǎn)品，并且通過其NoC產(chǎn)品矩陣與解決方案，幫助客戶降低功耗、提升性能、加快SoC開發(fā)速度，從而降低開發(fā)和生產(chǎn)成本。


以NoC解決方案為“利劍”，發(fā)力汽車芯片市場

傳智驛芯在車規(guī)芯片設(shè)計上有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此汽車芯片的NoC解決方案可以說是公司最具競爭力的方向之一?！捌嘢OC芯片設(shè)計有著很高的技術(shù)門檻，這一方面，我們給客戶提供的支持也能夠很明顯地體現(xiàn)出來”，時昕博士圍繞車規(guī)級芯片介紹了公司提供的服務(wù)。

在系統(tǒng)級IP上，傳智驛芯提供功能安全島Safety Island子系統(tǒng)。根據(jù)介紹，符合IS0-26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)的Safety Island是汽車SoC安全架構(gòu)的關(guān)鍵安全I(xiàn)P組件，是對SoC的系統(tǒng)功能安全起到監(jiān)控和處理的核心子系統(tǒng)。

在設(shè)計的流程方面，汽車芯片的驗(yàn)證等各項(xiàng)指標(biāo)都比普通芯片高。業(yè)內(nèi)廠商都在努力地完成車規(guī)級芯片的高指標(biāo)，但其中的門檻在于怎么樣在達(dá)到高指標(biāo)的同時，又能控制設(shè)計的時間、硅片的面積等多方面的投入，而這正是傳智驛芯十分擅長的。

在車規(guī)級芯片的認(rèn)證方面，需要通過公司管理、產(chǎn)品開發(fā)等流程，例如ISO-26262的認(rèn)證，傳智驛芯有完整的車規(guī)芯片方案，包括專門的車規(guī)質(zhì)量團(tuán)隊(duì)，幫助客戶解決“開發(fā)車規(guī)芯片很難”這類痛點(diǎn)問題。對于汽車芯片廠商來說，盡快通過ISO 26262功能安全認(rèn)證是一件迫切的事情，能夠在很大程度上推進(jìn)產(chǎn)品上市。

談及未來的技術(shù)發(fā)展，時昕博士分享了兩點(diǎn)：一是芯片內(nèi)部晶體管數(shù)量會持續(xù)上升，需要通過IP子系統(tǒng)方式去應(yīng)對更復(fù)雜的設(shè)計的挑戰(zhàn)。二是通過Chiplet方式做Die-To-Die的互連?！拔覀冊谧觥瓺ie’的時候，也會考慮到多Die之間的互連問題。其實(shí)我們的產(chǎn)品矩陣?yán)锩?，也已?jīng)做了初步工作，也就是我們Die-To-Die的IP?！?br />
“從我們的角度來說，要看到一個方向：未來多核處理器的規(guī)模會更大，同時異構(gòu)計算、多核的數(shù)量以及復(fù)雜度都會增加。公司要考慮的就是：我們的片上互連網(wǎng)絡(luò)如何能夠進(jìn)一步的提高效率，針對不同的場景可能要做一些不同的特性出來，例如AI芯片，如何產(chǎn)品的帶寬做得更高；有一些場景更關(guān)注延時，在這種情況下，如何在保住帶寬的前提下，能夠把延時做得更低？這都是我們在討論的方向。”