Apa sebenarnya yang ARM jual ke vendor?

28

Asumsi:

  1. Arsitektur komputer: Menjelaskan bagaimana berbagai modul prosesor berinteraksi satu sama lain.

  2. Arsitektur komputer didefinisikan menggunakan vhdlfile

  3. Organisasi Komputer: Menjelaskan tata letak fisik modul prosesor pada silikon.

  4. Organisasi komputer didefinisikan menggunakan satu set topeng foto (dan proses pembuatan misalnya bahan kimia, yang berlangsung pada setiap langkah)

  5. Organisasi Komputer, oleh karena itu, mengharuskan proses yang luar biasa diperhitungkan.

  6. ARM tidak dalam bisnis fabrikasi, oleh karena itu tidak menjual masker foto.

Pertanyaan saya):

  1. Apa sebenarnya penjualan ARM ke vendor (misalnya: freescale)?
  2. Untuk SoC (System On Chip), (mis: iMx6 ), bagian mana yang merupakan ARM dan yang merupakan Freescale? Siapa yang melakukan integrasi?
arm computer-architecture aiao
sumber
1
Ini dapat menjadi lebih kompleks dengan 3 perusahaan yang terlibat: ARM mendesain IP untuk CPU, Qualcomm mendesain produk (SOC) dengan itu dan kemudian memiliki chip yang dibuat di TSMC. Mungkin juga bahwa TSMC juga melakukan pembuatan tata letak fisik sehingga tidak Qualcomm.
Bimpelrekkie
ARM menjual core prosesor mereka, mereka memberi Anda kode sumber (pasti di Verilog, mungkin vhdl saya tidak tahu tentang itu), dengan banyak aturan dan biaya. Prosesor berhenti di bus AMDA / AXI, orang lain atau kode lain diperlukan untuk menghubungkan prosesor itu ke hal-hal lain dalam chip. ARM tidak / telah menjual hal-hal lain yang membantu dengan SoC tetapi yang utama adalah prosesor.
old_timer

Jawaban:

29

Anda salah menggunakan istilah itu. "Organisasi komputer" adalah istilah yang jarang digunakan untuk arsitektur mikro, dan "arsitektur komputer" adalah superset dari itu.

Blok IP sirkuit terpadu datang dalam dua bentuk dasar:

  • Sebuah makro lunak adalah RTL (VHDL atau Verilog) yang menggambarkan pelaksanaan fungsional dari IP. Ini dikompilasi menjadi netlist tingkat gerbang, yang kemudian diubah menjadi tata letak fisik untuk menghasilkan set topeng untuk pembuatan. Berikut adalah contoh dari Cadence - MAC Ethernet. Ketika Anda membelinya, Anda mendapatkan file Verilog, dokumentasi, dan testbench Verilog untuk verifikasi.

  • Sebuah makro keras adalah tata letak fisik dari IP cocok untuk suatu proses. Ini ditambahkan ke tata letak chip yang lebih besar sebagai satu blok, yang menyimpan beberapa langkah dalam proses desain. Berikut contoh irama lain - PHY Ethernet. Ini ditawarkan dalam proses 180nm dan 130nm di TSMC, UMC, dan SMIC, dan dikirim ke pelanggan dalam bentuk file tata letak GDSII.

ARM menjual keduanya. MCU yang saya kerjakan biasanya menggunakan makro lunak dari CPU ARM Cortex. Kami memiliki beberapa produk yang lebih tua dengan makro hard disk ARM7, tetapi saya tidak tahu apakah mereka dikeraskan oleh ARM atau kami. Saat ini, ARM memiliki versi makro keras dari seri Cortex-A yang terdaftar di situs web mereka . Namun, sebagian besar produk mereka dapat disintesis (makro lunak). Sepertinya Anda dapat mengunduh (lunak) Cortex-M0 secara gratis untuk penggunaan non-komersial di situs ARM DesignStart .

Dalam SoC, bagian ARM hanyalah CPU. (Perancang juga dapat membeli IP periferal dari ARM, tetapi tidak diperlukan.) SoC yang saya kerjakan memiliki campuran IP pihak ketiga dan internal.

Adam Haun
sumber
4
ARM juga melisensikan arsitektur untuk desain khusus (misalnya, Qualro's Kyro di Snapdragon 820). Makro keras juga dapat lebih dioptimalkan (untuk target yang diberikan) daripada alat umum akan menyediakan ( Paket Optimasi Prosesor ). Secara teori, makro keras dapat menggunakan desain khusus penuh, tetapi mengoptimalkan komponen yang relatif sedikit (terutama komponen memori) memberikan banyak manfaat dengan biaya lebih murah.
Paul A. Clayton
13
  1. Apa sebenarnya penjualan ARM ke vendor (misalnya: freescale)?

Lisensi untuk menjual chip yang mencakup properti intelektual ARM.

  1. Untuk SoC (System On Chip), (mis: iMx6), yang bagiannya adalah ARM

Definisi inti CPU dan antarmuka mereka.

... dan yang merupakan Freescale?

Implementasi fisik, termasuk desain logika periferal yang termasuk dalam chip.

Siapa yang melakukan integrasi?

Freescale, tentu saja.

Dave Tweed
sumber
1
"Definisi inti CPU dan antarmuka mereka" .. dapatkah Anda menjelaskan lebih lanjut apa yang dimaksud dengan "definisi", apakah itu termasuk vhdl inti, atau apakah ini dibiarkan freescale untuk dipecahkan?
aiao
1
Ya, definisi tersebut tidak diragukan lagi mencakup deskripsi inti HDL (tidak harus VHDL), karena itu adalah cara yang paling tidak ambigu untuk menyampaikan informasi semacam itu.
Dave Tweed
11

Ketika saya terlibat dalam proyek desain chip yang melibatkan mengintegrasikan ARM, yang kami dapatkan adalah netlist Verilog . Artinya, daftar lengkap gerbang dan koneksi yang membentuk chip, tetapi tidak dalam bentuk tingkat yang lebih tinggi cocok untuk modifikasi yang mudah.

Kami kemudian melakukan penempatan dan perutean kami sendiri. Ini biasanya diperlukan pada setiap proyek karena bentuk area chip yang dialokasikan untuk ARM akan berbeda.

Saya percaya banyak level lisensi tersedia sehingga Anda dapat membeli inti yang ditempatkan dalam bentuk standar untuk menghemat waktu.

(Daftar net ditempatkan persis seperti yang dibunyikan: daftar gerbang dan lokasi mereka.)

pjc50
sumber
3
"Daftar lengkap gerbang dan koneksi yang membentuk chip" - itu pasti daftar yang luar biasa.
Rev1.0
3
Ini tidak terlalu buruk - Cortex M0 hanya 12K gerbang. Ini adalah desain GPU besar yang menjadi perjuangan ..
pjc50
Saya pikir "inti" adalah jutaan atau miliaran gerbang? Intel 4004 dilaporkan dinamai karena memiliki banyak gerbang.
JDługosz
@ JDługosz: Intel 4004 memiliki 2.300 transistor, menurut satu daftar jumlah transistor .
davidcary
2
@JDlugosz Pipa pemrosesan untuk arm pendek dan cache serta pendukung pada periferal die (kontributor besar untuk jumlah transistor) terpisah dari ip inti (Anda menghubungkannya ke bus). SOC / ASIC lengkap akan memiliki jumlah gerbang yang jauh lebih besar. Perangkat seperti x86 memiliki lapisan mikrokode tambahan dan pipa lebih panjang (10x) yang membutuhkan mis. Prediksi cabang yang lebih kompleks dan juga pada cache die dan baru-baru ini pada die MMU
crasic
5

ARM menjual kekayaan intelektual (IP) ke perusahaan lain. Dalam contoh Anda, Freescale membeli hak untuk menggunakan ARM IP, yaitu inti prosesor. Apa itu "inti"? Inti adalah hampir semua hal yang bukan periferal, seperti driver SPI atau ADC atau DAC. Sebagai bagian dari inti, ARM termasuk sistem perangkat keras untuk bertindak sebagai jembatan antara hal-hal prosesor yang sebenarnya dan perangkat pelanggan.

Sejauh pengiriman, ARM tidak menyediakan HDL lengkap kepada pelanggan. Mereka memberikan abstraksi tingkat tinggi yang dapat dilawan oleh HDL pengguna akhir (pembungkus HDL), dan mereka juga kemungkinan menyediakan tata letak fisik inti.

ARM menjual lebih dari sekadar inti prosesor, mereka juga memiliki seluruh segmen IP kompleks yang bukan prosesor. Ketika ARM menjual inti prosesor, mereka mendapatkan uang di muka dan / atau mereka mendapatkan royalti pada semua perangkat yang dijual dengan desain mereka di dalamnya. Ini cukup bagus untuk mereka, mengingat ada sekitar 10 miliar prosesor ARM di alam liar.

Untuk menyimpulkan:

  • ARM menjual IP (desain dasarnya) kepada pelanggan untuk diintegrasikan ke dalam produk akhir mereka
  • Pembuat SoC seperti Freescale merancang periferal mereka sendiri untuk inti ARM.
Brendan Simpson
sumber