ARM 到底向供应商销售什么?

电器工程 手臂 计算机架构
2022-01-22 13:51:41

假设:

  1. 计算机体系结构:描述处理器的不同模块如何相互交互。

  2. 使用vhdl文件定义计算机体系结构

  3. 计算机组织:描述处理器模块在硅片上的物理布局。

  4. 使用一组光掩模(和制造过程,例如化学,在每个步骤中进行)来定义计算机组织

  5. 因此,计算机组织要求将晶圆厂流程考虑在内。

  6. ARM 不从事制造业务,因此不销售光罩。


我的问题:

  1. ARM 到底在卖什么给供应商(例如:飞思卡尔)?
  2. 对于 SoC(片上系统)(例如:iMx6),哪个部分是 ARM,哪个是飞思卡尔?谁做的整合?
4个回答

你用错了这些术语。“计算机组织”是微体系结构的一个很少使用的术语,“计算机体系结构”是它的超集。

集成电路 IP 块有两种基本形式:

  • 是描述 IP 功能实现的 RTL(VHDL 或 Verilog)。这被编译成门级网表,然后将其转换为物理布局以产生用于制造的掩模组。这是Cadence 的一个例子——一个以太网 MAC。购买后,您将获得 Verilog 文件、文档和 Verilog 测试平台以供验证。

  • 硬宏是适用于给定过程的 IP 物理布局它作为单个块添加到更大的芯片布局中,从而节省了设计过程中的一些步骤。这是另一个Cadence 示例——以太网 PHY。它在台积电、联电和中芯国际提供 180nm 和 130nm 工艺,并以 GDSII 布局文件的形式交付给客户。

ARM 出售这两种产品。我工作过的 MCU 通常使用 ARM Cortex CPU 的软宏。我们有一些带有 ARM7 硬宏的旧产品,但我不知道它们是由 ARM 还是我们强化的。今天,ARM 在其网站上列出了 Cortex-A 系列的硬宏版本。不过,他们的大多数产品都是可合成的(软宏)。看起来您可以在ARM DesignStart网站上免费下载(软)Cortex-M0 用于非商业用途。

在 SoC 中,ARM 部分只是 CPU。(设计人员也可以从 ARM 购买外设 IP,但这不是必需的。)我工作的 SoC 混合了第三方 IP 和内部 IP。

  1. ARM 到底在卖什么给供应商(例如:飞思卡尔)?

销售包含 ARM 知识产权的芯片的许可证。

  1. 对于 SoC(片上系统),(例如:iMx6),哪个部分是 ARM

CPU 内核及其接口的定义。

...飞思卡尔是哪个?

物理实现,包括芯片上包含的任何外围逻辑的设计。

谁做的整合?

当然,飞思卡尔。

当我参与一个涉及集成 ARM 的芯片设计项目时,我们得到的是网表 Verilog也就是说,构成芯片的门和连接的完整列表,但不是适合易于修改的更高级别的形式。

然后我们进行了自己的布局和布线。这通常在每个项目中都是必要的,因为分配给 ARM 的芯片区域的形状会有所不同。

我相信可以使用多个级别的许可证,因此您可以购买标准形状的放置核心以节省时间。

(放置的网表与听起来完全一样:门及其位置的列表。)

ARM 向其他公司出售知识产权 (IP)。在您的示例中,飞思卡尔购买了使用 ARM IP 的权利,即处理器内核。“核心”是什么?内核几乎是任何不是外围设备的东西,例如 SPI 驱动器或 ADC 或 DAC。作为核心的一部分,ARM 包含硬件系统,作为实际处理器和客户外围设备之间的桥梁。

就可交付成果而言,ARM 并未向客户提供完整的 HDL。它们提供最终用户的 HDL 可以链接的高级抽象(HDL 包装器),并且它们还可能提供内核的物理布局。

ARM 销售的不仅仅是处理器内核,它们还拥有一整段非处理器的复杂 IP。当 ARM 销售处理器内核时,他们会预先获得资金和/或获得所有出售的带有其设计的设备的版税。考虑到野外大约有 100 亿个 ARM 处理器,这对他们来说是一笔不错的交易。

总结:

  • ARM 向客户销售 IP(基本上是设计)以集成到他们的最终产品中
  • 像飞思卡尔这样的 SoC 制造商为 ARM 内核设计了自己的外设。