מנכ”ל חברה בשם אומני הציג בכנס של TSMC ארכיטקטורה המכניסה חלק מהיישומים שנעשו על שבבים אנלוגיים לתוך ה-SOC. הדבר התאפשר בזכות ההתפתחות המהירה של ממירי נתונים מאנלוגי לדיגיטלי.
בעוד שהמגמה לכיוון System-on-Chip (SoC) צוברת תאוצה כבר די הרבה זמן, המניע העיקרי היה אינטגרציה של רכיבים דיגיטליים בשל ההאטה של חוק מור. שילוב של יותר ויותר מעגלים דיגיטליים בשבב בודד היה משפר את הביצועים וצריכת האנרגיה ומסיבות כלכליות.
לפיכך, הרכיבים הדיגיטליים של מערכות המשיכו להשתלב ב-SoC בעוד שרבות מהפונקציות האנלוגיות עדיין נותרו כשבבים נפרדים ומסיבות טובות. ראשית, מעגלים אנלוגיים לא הרוויחו מייצור המוני באותה מידה כמו שמעגלים דיגיטליים עשו עם כל צומת תהליך מתקדם. נוסף על כך, הזמינות הכללית של פונקציות אנלוגיות כחסימות IP בצמתי תהליך מתקדם נגררה בגלל שהעברה אנלוגית לצמתי FinFET נתפסה כמאתגרת יותר.
רבים מהיישומים של היום דורשים עיבוד קצה ויש להם דרישות תובעניות מאוד, בין אם זה בתחום הרכב, AI או 5G. המוצרים צפויים לספק ביצועים גבוהים יותר בהשהייה נמוכה יותר, לצרוך צריכת חשמל נמוכה יותר, להיות בעלי מבנה קטן יותר ולהיות זמינים במחירים אטרקטיביים. הדבר דוחף חברות מוליכים למחצה רבות לבחון דרכים חדשניות לשלב יותר מהפונקציונליות האנלוגית ב-SoC.
בהקשר זה הוצג בפורום TSMC OIP האחרון תכנון ארכיקטוני המשלב מערכות ומעצבי SoC כאחד. את ההרצאה נשא מנאר אל-צ’מס, סגן נשיא להנדסה ב-Omni Design Technologies.
Omni Design חדשני על פני רמות מרובות מעיצובים ברמת טרנזיסטור ועד אלגוריתמים. הצעות ה-IP שלהם נותנות מענה לשווקים מרובים כולל 5G, רכב, AI, חיישני תמונה ועוד.
תיק ה-IP של Omni Design מורכב מממירים אנלוגיים לדיגיטליים (ADC) וממירים דיגיטליים לאנלוגיים (DAC) הנעים בין רזולוציות של 6 סיביות ל-14 סיביות, וקצבי דגימה מכמה מגה דגימות/שנייה (Msps) ועד 20+ דגימות גיגה בשנייה (Gsps). החברה מציעה גם חזיתות אנלוגיות מלאות (AFE) שיכולות לכלול מספר ADCs ו-DACs, PLLs, PVT monitors, PGAs, LDOs והפניות ל-bandgap. מאקרו AFE המשולב במלואו מאפשר שילוב חלק של הרכיבים האנלוגיים ב-SoCs.
מעבר מלוחות ל-SoCs
יש שינוי משמעותי בתעשייה לקראת שילוב של פונקציות אנלוגיות מלוחות PC לתוך SoCs ברבים מהיישומים שזוהו קודם לכן. יישומים אלה דורשים ביצועים גבוהים יותר, הספק נמוך יותר ושבבים קטנים יותר. השילוב של רכיבים נוספים ב-SoC מסייע בהפחתת עלות המערכת ומורכבות כתב החומרים (BOM). פתרון משולב מאפשר סנכרון שעון קל יותר של מערכי ADC והתאמה מעולה בין הערוצים . אחד הדברים המרכזיים שהפכו את ה-SoC המשולבים הללו למציאות, הוא כמובן, הזמינות של ממירי נתונים ברזולוציה גבוהה, קצב דגימה גבוה והספק נמוך במיוחד בצמתי תהליכי FinFET מתקדמים .
טכנולוגיה מאפשרת
יישומים כמו 5G ו-LiDAR לרכב דרשו ממירי נתונים מהירים וברזולוציה גבוהה השומרים על ליניאריות גבוהה מעל 60dB SFDR ו-60dB IMD3 ו-NSD נמוך. באמצעות שימוש במגוון פתרונות קנייניים ומוגנים בפטנט, Omni Design מסוגלת לתת מענה לדרישות המחמירות הללו.
