近日,，國內(nèi)規(guī)模最大的數(shù)?；旌螴P核提供商四川和芯微電子股份有限公司（IPGoal）正式宣布推出通過USB IF（USB Implementers Forum）兼容性測試的USB3.0完整IP解決方案，為目前大陸地區(qū)第一家通過該項(xiàng)測試的USB3.0物理層IP產(chǎn)品,。作為一家專注于高速高精度數(shù)?；旌闲盘柤呻娐稩P核研發(fā)、推廣和授權(quán)的企業(yè)，IPGoal也是國內(nèi)首家掌握USB 2.0核心技術(shù)并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的企業(yè),。USB3.0 IP解決方案的推出再次完善了國內(nèi)在高速接口技術(shù)上的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,，為集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)現(xiàn)目前熱門的USB3.0接口技術(shù)提供了新的選擇。
按Intel發(fā)布的資料數(shù)據(jù)顯示,，到2014年USB3.0的市場滲透率有望接近30%,，采用USB3.0接口技術(shù)的臺式和便攜終端設(shè)備出貨量將超過5億臺。在USB3.0應(yīng)用即將爆發(fā)性增長之際,，本土IP提供商發(fā)布USB3.0完整IP解決方案對國內(nèi)產(chǎn)業(yè)有什么樣的意義呢,？“USB3.0的普及應(yīng)用已經(jīng)完全啟動，以目前USB接口的應(yīng)用規(guī)模來看,，未來市場空間非常巨大,，但目前國內(nèi)企業(yè)在實(shí)現(xiàn)難度和成本上都有一定壓力。”IPGoal技術(shù)總監(jiān)武國勝指出,，“本土企業(yè)推出經(jīng)過USB IF官方認(rèn)證的第三方IP解決方案將幫助芯片廠商克服技術(shù)上的挑戰(zhàn),，加速產(chǎn)品研發(fā)，同時(shí)在成本上更具競爭優(yōu)勢”,。
極具挑戰(zhàn)性的USB3.0物理層設(shè)計(jì)
作為一家半導(dǎo)體行業(yè)的IP提供商,，IPGoal的產(chǎn)品鎖定在那些對于芯片設(shè)計(jì)廠商而言通常最具挑戰(zhàn)的混合信號物理層IP核的設(shè)計(jì)上，而USB3.0的物理層設(shè)計(jì)無疑是當(dāng)前接口設(shè)計(jì)中最具挑戰(zhàn)性的部分,。據(jù)悉,，僅僅在滿足USB3.0物理層測試認(rèn)證上就有很多挑戰(zhàn)，例如在兼容性測試上,，USB3.0的測試難度遠(yuǎn)超過業(yè)界廣泛使用的PCIE和SATAII等其他標(biāo)準(zhǔn),，指標(biāo)裕量非常小,，要滿足苛刻的認(rèn)證測試要求難度極高,。
“我們的USB3.0 IP還針對多種工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)，可以應(yīng)用于針對0.13微米,、90納米和65納米工藝節(jié)點(diǎn)的IC設(shè)計(jì),。”武國勝指出。目前市場可用的第三方USB3.0 IP解決方案基本上是針對90納米及65納米等高速工藝設(shè)計(jì),，很少有適用于0.13微米工藝的同類IP,。與90納米以及65納米設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)相比，0.13微米的USB3.0實(shí)現(xiàn)方案主要挑戰(zhàn)在于5Gbps的速度幾乎接近了該工藝下半導(dǎo)體技術(shù)所能實(shí)現(xiàn)的極限,，設(shè)計(jì)難度極高,。目前IPGoal的USB3.0 IP解決方案已經(jīng)針對TSMC、SMIC和GLOBALFOUNDRIES三家全球領(lǐng)先的代工廠實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與驗(yàn)證,。
在IPGoal公開的資料中,，其USB3.0 IP解決方案具有如下關(guān)鍵特性：完全與PIPE3接口兼容；實(shí)現(xiàn)了接收器自適應(yīng)均衡以補(bǔ)償通道損耗、串?dāng)_和碼間干擾（ISI）,；可編程發(fā)送幅值,、預(yù)加重和壓擺率；支持不依賴外部器件的擴(kuò)頻產(chǎn)生與接收,；支持USB3.0所有的節(jié)能模式(U0,、U1、U2和U3),，可以完成超級低功耗工作模式,；等等。“具體到設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上,，要滿足USB IF的認(rèn)證要求,，其中每一項(xiàng)特性的實(shí)現(xiàn)都具有極大的挑戰(zhàn)性。”武國勝指出,，“例如,，要滿足USB IF兼容性測試項(xiàng)目長達(dá)3米的電纜要求，芯片層面與應(yīng)用層面的信號完整性的優(yōu)化設(shè)計(jì)非常重要,。而支持USB3.0所有的節(jié)能模式對于便攜式等應(yīng)用來說,，是必不可少的關(guān)鍵特性要求。”
圖：IPGoal的USB3.0 IP通過了USB IF認(rèn)證,因此基于該IP開發(fā)的IC產(chǎn)品可以輕松通過此認(rèn)證
標(biāo)準(zhǔn)IP產(chǎn)品如何實(shí)現(xiàn)差異化競爭,？
盡管USB3.0標(biāo)準(zhǔn)具有非常廣闊的市場,，但作為USB3.0 IP方案提供商，IPGoal絕不是唯一一家,，IPGoal如何直面國際同類產(chǎn)品競爭,？“我們作為目前國內(nèi)唯一一家通過USB IF兼容性測試的USB3.0 IP產(chǎn)品，在性能指標(biāo)上完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,，因此基于我們的IP解決方案實(shí)現(xiàn)芯片設(shè)計(jì)可以輕松通過USB IF認(rèn)證,。在解決方案的關(guān)鍵特性上，我對我們的技術(shù)優(yōu)勢也非常有信心,。”武國勝表示,。作為一個(gè)具有嚴(yán)格規(guī)范要求的接口產(chǎn)品，其實(shí)并沒有多少可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化競爭的機(jī)會,，但武國勝依然能指出IPGoal USB3.0 IP實(shí)現(xiàn)的幾點(diǎn)關(guān)鍵差異化設(shè)計(jì)優(yōu)勢：
首先,，IPGoal推出的USB3.0 IP解決方案可以滿足當(dāng)前的主流半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝，包括0.13微米,、90納米和65納米,。當(dāng)前適用于0.13微米工藝的USB3.0 IP非常少，但目前不少國內(nèi)SoC設(shè)計(jì)依然沿用了0.13微米的半導(dǎo)體工藝,，因此滿足0.13微米生產(chǎn)工藝的IP選項(xiàng)可以讓客戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有更大的靈活性,。
其次,，IPGoal的方案還不乏一些局部設(shè)計(jì)上的技術(shù)優(yōu)勢。例如,，一些競爭解決方案可能還需要外部參考器件提供內(nèi)部參考偏置,，而IPGoal已經(jīng)在IP中解決了這個(gè)問題，在降低系統(tǒng)BOM采購成本的同時(shí),，也減少了芯片封裝的開銷,。此外，USB接口的ESD設(shè)計(jì)通常具有很高的挑戰(zhàn)性,，而基于IPGoal設(shè)計(jì)的驗(yàn)證芯片ESD超過了4kV的測試,，客戶基于該IP方案設(shè)計(jì)的芯片可以輕松提高系統(tǒng)級ESD防護(hù)等級。
第三,，作為本土設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),，無論在方案總體實(shí)現(xiàn)成本上還是設(shè)計(jì)服務(wù)上都具有明顯的優(yōu)勢，這也是IPGoal能夠成為國內(nèi)最大混合IP提供商的原因,。
對于最后一點(diǎn),，武國勝并不想談及具體的費(fèi)用問題：“我們是國內(nèi)首家通過USB IF兼容性測試的USB3.0 IP提供商，同時(shí)也是國內(nèi)第一家掌握USB2.0核心技術(shù)的企業(yè),，盡管目前USB2.0已經(jīng)很成熟,，但每年依然有大量客戶購買我們的USB2.0 IP方案，客戶看重的正是我們的成本優(yōu)勢和服務(wù)能力,。”