Chính xác thì ARM bán gì cho nhà cung cấp?

28

Giả định:

Kiến trúc máy tính: Mô tả cách các mô-đun khác nhau của bộ xử lý tương tác với nhau.
Một kiến trúc máy tính được xác định bằng vhdlcác tệp
Tổ chức máy tính: Mô tả bố cục vật lý của các mô-đun bộ xử lý trên silicon.
Một tổ chức máy tính được xác định bằng cách sử dụng một bộ mặt nạ ảnh (và quy trình sản xuất, ví dụ như hóa chất, diễn ra ở mỗi bước)
Do đó, Tổ chức máy tính yêu cầu quy trình fab phải được tính đến.
ARM không hoạt động trong lĩnh vực chế tạo, do đó hãng không bán mặt nạ ảnh.

Những câu hỏi của tôi):

Chính xác thì ARM bán cho nhà cung cấp (ví dụ: freescale) là gì?
Đối với SoC (System On Chip), (ví dụ: iMx6 ), phần nào là ARM và phần nào là Freescale? Ai đã hội nhập?

arm computer-architecture

— aiao
nguồn

1

Nó thậm chí còn phức tạp hơn với 3 công ty tham gia: ARM thiết kế IP cho CPU, Qualcomm thiết kế một sản phẩm (SOC) với điều đó và sau đó có con chip đó được sản xuất tại TSMC. Cũng có thể TSMC cũng thực hiện việc tạo bố cục vật lý chứ không phải Qualcomm.

— Bimpelrekkie

ARM bán lõi xử lý của họ, họ cung cấp cho bạn mã nguồn (chắc chắn là trong verilog, có lẽ là vhdl tôi không biết về điều đó), với rất nhiều quy tắc và phí. Bộ xử lý dừng tại bus AMDA / AXI, người khác hoặc một số mã khác được yêu cầu để kết nối bộ xử lý đó với những thứ khác trong chip. ARM đã / đã bán những thứ khác giúp cho SoC nhưng điều chính là bộ xử lý.

— old_timer

29

Bạn đang sử dụng những thuật ngữ đó sai. "Tổ chức máy tính" là một thuật ngữ hiếm khi được sử dụng cho kiến trúc vi mô và "kiến trúc máy tính" là một siêu từ đó.

Các khối IP mạch tích hợp có hai dạng cơ bản:

Một macro mềm là RTL (VHDL hoặc Verilog) mô tả việc thực hiện chức năng của IP. Điều này được biên soạn thành một netlist cấp cổng, sau đó được chuyển thành bố cục vật lý để sản xuất bộ mặt nạ cho sản xuất. Đây là một ví dụ từ Cadence - Ethernet MAC. Khi bạn mua nó, bạn sẽ nhận được các tệp Verilog, tài liệu và bản kiểm tra Verilog để xác minh.
Một macro cứng là một bố cục vật lý của IP phù hợp với một quy trình nhất định. Nó được thêm vào bố trí chip lớn hơn dưới dạng một khối, giúp tiết kiệm một số bước trong quy trình thiết kế. Đây là một ví dụ Cadence khác - Ethernet PHY. Nó được cung cấp trong các quy trình 180nm và 130nm tại TSMC, UMC và SMIC và được gửi đến khách hàng dưới dạng tệp bố cục GDSII.

ARM bán cả hai thứ này. Các MCU mà tôi đã làm việc thường sử dụng các macro mềm của CPU ARM Cortex. Chúng tôi đã có một số sản phẩm cũ hơn với các macro cứng ARM7, nhưng tôi không biết liệu chúng đã bị cứng bởi ARM hay chúng tôi. Ngày nay, ARM có các phiên bản macro cứng của dòng Cortex-A được liệt kê trên trang web của họ . Hầu hết các sản phẩm của họ là tổng hợp (macro mềm), mặc dù. Có vẻ như bạn có thể tải xuống Cortex-M0 (mềm) miễn phí cho mục đích phi thương mại trên trang ARM DesignStart .

Trong một SoC, phần ARM chỉ là CPU. (Nhà thiết kế cũng có thể mua IP ngoại vi từ ARM, nhưng không bắt buộc.) Các SoC tôi đã làm việc có sự kết hợp giữa IP bên thứ ba và IP bên trong.

— Adam Haun
nguồn

4

ARM cũng cấp phép kiến trúc cho các thiết kế tùy chỉnh (ví dụ Kyro của Qualcomm trong Snapdragon 820). Các macro cứng cũng có thể được tối ưu hóa cao hơn (cho một mục tiêu nhất định) so với các công cụ phổ biến sẽ cung cấp ( Gói tối ưu hóa bộ xử lý ). Về lý thuyết, một macro cứng có thể sử dụng thiết kế tùy chỉnh đầy đủ, nhưng tối ưu hóa tương đối ít thành phần (đặc biệt là các thành phần bộ nhớ) mang lại nhiều lợi ích với chi phí thấp hơn.

— Paul A. Clayton

13

Chính xác thì ARM bán cho nhà cung cấp (ví dụ: freescale) là gì?

Giấy phép bán chip bao gồm sở hữu trí tuệ ARM.

Đối với SoC (System On Chip), (ví dụ: iMx6), phần nào là ARM

Định nghĩa của lõi CPU và các giao diện của chúng.

... Và đó là Freescale?

Việc thực hiện vật lý, bao gồm cả việc thiết kế bất kỳ logic ngoại vi nào có trên chip.

Ai đã hội nhập?

Freescale, tất nhiên.

— Dave Tweed
nguồn

1

"Định nghĩa của (các) lõi CPU và giao diện của chúng" .. bạn có thể giải thích rõ hơn về "định nghĩa" nghĩa là gì, có bao gồm vhdl của lõi không, hay còn lại để giải thích?

— aiao

1

Đúng, định nghĩa chắc chắn bao gồm một mô tả HDL (không nhất thiết là VHDL), bởi vì đó là cách ít mơ hồ nhất để truyền đạt loại thông tin đó.

— Dave Tweed

11

Khi tôi tham gia vào một dự án thiết kế chip liên quan đến việc tích hợp ARM, thứ chúng tôi nhận được là netlist Verilog . Đó là, một danh sách đầy đủ các cổng và kết nối tạo nên chip, nhưng không phải ở dạng cấp cao hơn phù hợp để dễ dàng sửa đổi.

Sau đó chúng tôi đã thực hiện vị trí và định tuyến riêng của chúng tôi. Điều này thường là cần thiết cho mỗi dự án vì hình dạng của khu vực chip được phân bổ cho ARM sẽ khác nhau.

Tôi tin rằng nhiều cấp giấy phép có sẵn để bạn có thể mua lõi được đặt trong hình dạng tiêu chuẩn để tiết kiệm thời gian.

(Danh sách mạng được đặt chính xác như âm thanh của chúng: danh sách các cổng và vị trí của chúng.)

— pjc50
nguồn

3

"danh sách đầy đủ các cổng và kết nối tạo nên chip" - đó phải là một trong những danh sách.

— Rev1.0

3

Nó không tệ - Cortex M0 chỉ có 12K cổng. Đó là các thiết kế GPU lớn đang là cuộc đấu tranh ..

— pjc50

Tôi nghĩ rằng một "cốt lõi" là hàng triệu hoặc hàng tỷ cổng? Intel 4004 đã được đặt tên vì nó có nhiều cổng.

— JDługosz

@ JDługosz: Intel 4004 có 2.300 bóng bán dẫn, theo một danh sách đếm bóng bán dẫn .

— davidcary

2

@JDlugosz Đường ống xử lý cho nhánh ngắn và bộ đệm và hỗ trợ trên các thiết bị ngoại vi chết (đóng góp lớn cho số lượng bóng bán dẫn) được tách biệt khỏi ip lõi (bạn kết nối chúng với bus). SOC / ASIC đầy đủ sẽ có số lượng cổng lớn hơn nhiều. Một thiết bị như x86 có lớp vi mã bổ sung và đường ống dài hơn (10 x) đòi hỏi phải dự đoán nhánh phức tạp hơn cũng như trên bộ đệm chết và gần đây trên MMU chết

— crasic

5

ARM bán tài sản trí tuệ (IP) cho các công ty khác. Trong ví dụ của bạn, Freescale mua quyền sử dụng ARM IP, cụ thể là lõi bộ xử lý. "Lõi" là gì? Cốt lõi chỉ là về bất cứ thứ gì không phải là thiết bị ngoại vi, như trình điều khiển SPI hoặc ADC hoặc DAC. Là một phần cốt lõi, ARM bao gồm các hệ thống phần cứng đóng vai trò là cầu nối giữa bộ xử lý thực tế và thiết bị ngoại vi của khách hàng.

Về khả năng cung cấp, ARM không cung cấp HDL hoàn chỉnh cho khách hàng. Chúng cung cấp các bản tóm tắt cấp cao mà HDL của người dùng cuối có thể liên kết với (các hàm bao HDL) và chúng cũng có khả năng cung cấp bố cục vật lý của lõi.

ARM bán nhiều hơn chỉ các lõi xử lý, họ cũng có cả một phân khúc IP phức tạp không phải là bộ xử lý. Khi ARM bán lõi bộ xử lý, họ sẽ nhận được tiền trước và / hoặc họ nhận được tiền bản quyền trên tất cả các thiết bị được bán với thiết kế của họ. Đó là một thỏa thuận khá tốt cho họ, vì có khoảng 10 tỷ bộ xử lý ARM trong tự nhiên.

Tóm lại:

ARM bán IP (thiết kế cơ bản) cho khách hàng để tích hợp vào sản phẩm cuối cùng của họ
Các nhà sản xuất SoC như Freescale thiết kế các thiết bị ngoại vi của riêng họ cho lõi ARM.

— Brendan Simpson
nguồn