大唐微电子用“芯”开拓SoC芯片应用之路
近年，我国集成电路设计产业取得了长足的进展，一系列面向特定产品开发的芯片不断问世，在多媒体处理、手持播放器、手机等多个领域实现重大技术突破。芯片设计产业的异军突起，不但推动了中国集成电路设计业的快速兴起，促进了配套资源的优化与整合，也带动了制造、流通等相关领域的发展，对整个国民经济的发展发挥了很好的促进作用。这既是“科技是第一生产力”的最生动体现，也是“提高自主创新能力，建设创新型国家”的成功实践。大唐电信旗下大唐微电子把握这一难得机遇，成功将集成电路设计产业做大、做强，目前年销售额已超过10亿元，并拥有多项芯片核心专利技术，是国内唯一一家能够同时在芯片级、模块级、成卡级向客户提供全方位产品、服务与解决方案的企业，成为行业发展的领头羊。 目前，中国集成电路产业在经过一轮产业发展之后还面临着一系列问题，其中最主要的是在产业尚未壮大时就需要面临产业调整。原有的模式是“以技术复用性强、市场消耗量大的芯片产品作为突破口，通过技术引进与重点攻关相结合，快速开发出替代产品，之后以同质低价为竞争武器迅速扩大市场份额”。然而，随着手机、手持播放终端等市场的饱和，目前已经很难再寻求到如此巨大的新的市场。同样，大唐微电子也遭遇了这一难题。如何进行产业思路的调整，寻找新的符合中国特色的集成电路设计发展之路，成为极为迫切的课题。在此方面，大唐微电子给了我们四点启示，这既是其多年经验的总结，同时也是大唐微电子人正在亲身实践的卓绝历程。 从产品导向转变为应用导向 首先是芯片设计导向的调整，从以产品为导向逐渐过渡到以应用和服务为导向。芯片的设计不再只瞄准一两个特定的产品应用目标，而是针对一系列基于共性技术的多种应用领域，同时通过进入完善的服务与支持领域，扶持第三方的开发工作。实现这一转变的基础是对于核心技术的掌握，如功耗控制、通信协议栈、操作系统、多媒体算法等，只有这样，才能够给予合作方足够的支持，才能使面向多种应用成为可能。 大唐微电子在电信账号卡、电信智能卡及电子证卡等市场领域取得了巨大的成功，在拓展非卡类业务之初，也进行了众多以产品为导向的芯片开发，如光通信处理芯片、安全芯片等。但随即遭遇到了市场总容量不足、客户拓展困难、支持需求繁杂等诸多问题。因此，大唐微电子调整策略，启动了代号为COMIP(Communication Oriented Multi-type Information Processor)的系列基于SoC体系架构的芯片开发计划，从芯片的设计之初即做好应用于多种领域需求的谋划，同时建立完善的技术支撑体系助客户成功。目前，COMIP系列芯片产品已经推出四大类、六款芯片，应用于宽带无线接入、第三代移动通信、智能手机、桌面终端、手持播放器、通信及办公设备等多个领域，实现了每年超过百万片的销售量，成为公司最重要的业务增长点。 比如COMIP系列芯片中的DTT6C04A芯片，在芯片设计之初就将其定位为既满足广电数字电视接收产业的应用需求，还可以应用于终端控制模块等其他领域。如今，大唐微电子采用该芯片的CAM卡产品已经大批量应用于数字电视条件接收领域。采用CAM卡以后，机顶盒或者数字电视一体机实现了数字电视的接收、传送，而CAM卡则完成条件接收的全部工作，真正实现了机卡分离(机顶盒或数字电视一体机与CAM卡分离)。对于采用不同条件接收系统的节目，只需配套对应的CAM卡即可，从而有利于机顶盒产业实现规模化生产、销售，并推动数字电视一体机产业的兴起和发展，更有助于数字电视运营商形成可持续赢利的模式。因此，信息产业部早在2005年即将CAM卡技术颁布为行业的推荐实施标准，预计在未来数字电视一体机大规模走入大众生活以后，这一市场将获得爆炸性增长。 与此同时，该芯片于2007年又成功应用在了通信终端的业务控制模块上。以往，电信运营商的业务主要在电信营业厅办理。采用专用业务终端以后，则可将业务办理工作有序分流，使得用户在附近的代办点就享受到运营商高质量的服务。这既提高了服务质量，又节省了社会资源，更主要的是为广大农村用户、社区用户带来了实实在在的便利。大唐微电子基于DTT6C04A芯片的业务处理模块则是这一终端的重要部件，不仅可以及时、准确地完成业务功能，还能对运营商信息保密。此外，大唐微电子正在开发DTT6C04A芯片在工控、交通等其他领域的多种应用，将更加丰富芯片的应用。 采用开放式SoC芯片体系架构 采用SoC体系架构实际是对不断增长的系统复杂性的有效应对，增强系统的可编程性。如果一个应用可以通过软件实现，其实现的灵活性可以带来多种好处： 1.开发周期上，应用程序的开发可以延后于芯片的设计，大大加快了芯片开发的周期。 2.在芯片投产后可以通过修改程序来修正当初的错误，大大提升了芯片设计的成功率。 3.通过修改软件加强芯片功能，适应应用环境的不断变化，延长芯片的使用寿命，这对于提高产品的获利能力起着很重要的作用。 总之，通过软件实现芯片功能，可以实现开发的灵活性和高效率，同时满足芯片的多领域、多功能的适应性。但在另一方面，软件实现在一定程度上也牺牲了性能和效率。为了满足功能，经常需要提供更高的处理能力，其代价是功耗、芯片后端实现的难度与风险。同时软件开发人员的编程水平对芯片的最终性能影响很大。 为了应对这一状况，大唐微电子苦练内功，用三年时间打造了一支过硬的技术队伍，除了可以承担超大规模集成电路设计开发工作以外，在算法设计、操作系统开发等方面也积累了大量经验，同时积极开展第三方合作，通过对后端设计环节控制力度的不断加强，降低芯片功耗，减小实现风险。 如今，大唐微电子的COMIP系列芯片产品均基于SoC体系架构，除部分功能如多媒体、通信协议栈等需要部分硬件加速支持外，其他功能大多通过软件实现。目前，在该系列平台上，各种软件模块已经初成体系，涵盖了终端应用的多种方面，操作系统包括：Linux、Nucleus、threadx、uclinux；多媒体算法包括：H.264、H.263、Mpeg4、3gp、Mp3、G.723、G.729、G711、Jpg；应用功能包括：PDF、JAVA、TXT等。此外COMIP系列芯片上还拥有与移动通信相关的多种开放及私有通信协议，如SIM卡写卡控制，超大容量SIM卡支持等。 采用开放式SoC芯片体系架构，给予用户更加灵活的开发自由，这也需要高效便捷的开发环境作为支持。为此，大唐微电子自主开发了CHIPWARE在线仿真器，并配套CDS(comip development suit含调试环境和编译系统)集成开发环境。这一工具支持对ARM、ZSP以及大唐微电子自主开发的DSP内核进行在线仿真，支持远程调试和多核调试，大大方便了用户进行COMIP系列芯片的再开发和应用。 加强产业联合 支持自主技术发展 国内芯片设计企业需要密切关注自主知识产权技术标准的发展，积极开展横向联合，推动我国自主技术标准的壮大发展。这几年，我国在通信、多媒体编解码等基础领域取得了突破性的进展，一系列民族标准不断诞生，如：TD-SCDMA、AVS、WAPI、SCDMA、McWiLL等。但是针对这些标准的芯片设计支持力度还远远不够，导致在标准应用的关键阶段往往出现“芯”力不足的局面。 如McWiLL(Multi-carrier Wireless information Local Loop)，这是一项高性能的国产宽带无线接入技术，由北京信威通信公司开发，可以面向用户提供15Mbps的净吞吐量，并具有高容量、覆盖范围大、高带宽、支持移动、切换和漫游、安全性强等诸多优点，是中国通信史上又一次伟大的技术革新。McWiLL技术早在2003年即参加了韩国信息通信部和SKT组织的宽带无线测试。韩国运营商KT的测试报告中表明：McWiLL比OFADM和TDMA技术指标高，在视频电话、在线游戏和网上冲浪中，无论用户量的增加或者移动速度的提高，都没有对其产生任何影响，McWiLL与Wi-Fi和CDMA 1XDO的兼容效果也很好。目前，McWiLL主要应用于公网试验网、专网，并将应用于2008年北京奥运会。然而，由于没有专用的处理器，多年来，McWiLL在终端核心芯片支持上遭遇了巨大的发展瓶颈。 大唐微电子作为国有芯片设计企业，一直以振兴中国科技产业为己任，坚持对国有技术标准的全力支持。大唐微电子是SCDMA专用芯片的唯一提供商，是公安部电子身份证模块的四家供应商之一，是TD-SCDMA终端芯片的参与企业之一，是中国移动超大容量卡、3G卡、手机电视业务的重要合作伙伴，是WAPI联盟理事会成员。在2007年深圳举行的高交会上，大唐微电子又成功发布了全球首款支持McWiLL的核心处理器——DTT6C01B，正式结束了McWiLL无芯的历史。 DTT6C01B是一款高性能的核心处理器，是大唐微电子COMIP系列芯片的最新款产品。芯片的特殊之处在于，除了支持传统的GSM通信方式外，还支持McWiLL和SCDMA这两项国产通信技术，并可实现上述三种通信方式间的任意组合。 DTT6C01B芯片还集成了多种终端功能模块和对外接口，非常方便地作为手机和其他通信终端的核心处理器，在手机、宽带无线通信、便携式电子产品等领域都有着良好的应用前景。 与此同时，在我国电子证卡发展领域，大唐微电子的电子身份证模块出货已经超过2亿片；在SCDMA终端领域，大唐微电子的核心处理芯片出货也超过了200万片。 用芯片满足用户需求和定制 随着时代的发展，个性化产品需求日渐兴盛，再难以出现单一功能的产品包打天下的情况。用户、消费者更倾向于在外观、功能等方面有差异的产品，终端产品越来越个性化、专业化。因此这就需要芯片设计企业把握用户需求，为细分市场用户定制产品。 多年来，大唐微电子一直与中国移动、中国电信、中国联通、中国网通等电信运营商开展合作，同时也积极开展与广电运营商的合作。通过合作，更加深刻地了解到了用户的需求和运营商的需求，通过在芯片设计层面的支持，满足对于终端特定功能的需要。特别是大唐微电子作为国内唯一一家能够同时提供智能卡、芯片处理器、系统三个方面设计服务的企业，通过这种对应用需求的芯片级功能定制，成功地为运营商多项业务提供了全方位的产品、服务解决方案，以技术进步助客户成功。 成功源自服务，创新引领未来，大唐微电子坚持以具有自主知识产权的集成电路产品作为核心竞争力，以SoC芯片研发及产业化为既定目标，开拓中国崭新的SoC应用之路，致力于建设成为一流的集成电路设计企业
