Заказные блоки в микросхемах (Silicon IP): как это работает

    В каждой статье на Хабре, посвященной отечественным микропроцессорам, так или иначе поднимается вопрос лицензионных IP-блоков и того, насколько их наличие и отсутствие уменьшает ценность, отечественность или безопасность разработки. При этом очень многие комментаторы не слишком хорошо понимают предмет обсуждения, поэтому давайте попробуем разобраться, как же именно работает лицензирование в микроэлектронной индустрии, чем хороши и чем плохи лицензированные блоки, и в чем состоит процесс разработки микросхемы, если большая часть блоков в ней куплена.



    Любая современная микросхема — это то, что некоторое время назад гордо называли “система на кристалле”: даже у трехногих линейных регуляторов и источников опорного напряжения есть скрытая от пользователя цифровая подстройка, что уж говорить о микропроцессорах и микроконтроллерах, содержащих десятки разнообразных блоков, разработка каждого из которых требует специфических навыков и большого опыта, чтобы обойти подводные камни, о которых не пишут в книгах и статьях. При этом любой проект, как правило, имеет свою killer feature, за счет которой разработчики рассчитывают получить преимущество над конкурентами, и именно эта killer feature должна быть сделана максимально хорошо, а все остальные блоки должны быть просто не хуже, чем у других.

    Внимание, вопрос: нужно ли содержать дорогостоящую команду разработчиков, способную сделать самостоятельно вообще все нужные блоки?

    Еще более интересный вопрос: если вы сами разработали систему команд микропроцессора, нужно ли содержать команду программистов, которая напишет для нее компилятор, портирует свежие ядра популярных операционных систем, сделает кучу другой тяжелой работы и, скорее всего, все равно не поставит ваше творение на один уровень с популярными архитектурами, над которыми трудится гораздо большее количество людей?
    И самое главное: дадут ли положительные ответы на предыдущие два вопроса конкурентные преимущества вашему продукту?

    Лирическое отступление
    Пятого июня вышел на пенсию Моррис Чанг — человек, о которым вы никогда не слышали, но без которого не было бы современной электроники. Моррис Чанг родился в Китае, в разгар гражданской войны уехал в США, закончил MIT, а потом много лет проработал в Texas Instruments и General Instruments. В те годы неотъемлемой частью любой микроэлектронной компании было собственное производство, оборудование для которого стоило на несколько порядков дешевле, чем сейчас, но тем не менее, все равно было очень дорого. Вот как об этом писал сам Чанг:
    When I was at TI and General Instrument I saw a lot of IC designers wanting to leave and set up their own business, but the only thing, or the biggest thing that stopped them from leaving those companies was that they couldn’t raise enough money to form their own company. Because at that time it was thought that every company needed manufacturing, needed wafer manufacturing, and that was the most capital intensive part of a semiconductor company, of an IC company. And I saw all those people wanting to leave, but being stopped by the lack of ability to raise a lot of money to build a wafer fab.
    В 1985 году Моррис Чанг собирался выйти на пенсию, но вместо этого принял предложение правительства Тайваня поработать в Industrial Technology Research Institute, исследовательском институте, который должен был помочь совершить индустриальную революцию на Тайване и ликвидировать отставание тамошней экономики от развитых стран. В 1987 году, параллельно с работой в ITRI Чанг создал TSMC — компанию, выросшую в крупнейшего в мире производителя интегральных схем. Бизнес-модель TSMC изначально строилась на том, что компания ничего не разрабатывает, а только производит чужие разработки, и это был один из первых шагов в создании современной экосистемы разработки и производства микросхем, известной как Fabless-модель.
    Конец лирического отступления

    Что такое Fabless?


    Fabless — это модель разработки и производства микросхем, в которой компания-разработчик не имеет собственного производства и пользуется услугами сторонней фабрики, также сотрудничающей с другими разработчиками (и иногда имеющей собственные продукты).

    Наличие сторонних фабрик позволяет радикально уменьшить порог входа на рынок микроэлектроники (о чем и мечтал в свое время Моррис Чанг), с сотен до единиц миллионов долларов, за счет отсутствия необходимости покупать и обслуживать оборудование для производства. Оно же позволяет уменьшить этот порог еще дальше за счет формирования рынка поставщиков сложнофункциональных блоков (они же Silicon IP). Если вы производите чипы на собственной фабрике, то вы можете рассчитывать только на собственные силы и должны содержать команду, способную создать все нужные блоки. Если фабрикой пользуетесь не только вы, но и другие компании, то большинство типовых задач кто-то уже решил до вас, и вы можете воспользоваться результатами чужого труда — или перепродать собственное решение кому-то еще, предварительно договорившись о цене и условиях так, чтобы никто не остался в накладе. Разумеется, вы вряд ли будете продавать свое ноу-хау непосредственным конкурентам, но ситуаций, когда можно заработать, не ввязываясь в конфликт интересов, тоже предостаточно. Именно из возможности и желания переиспользовать результаты решения типовых задач возник рынок IP-блоков, размер которого по состоянию на 2017 год подобрался к четырем миллиардам долларов и продолжает бурно расти.

    Чем это выгодно?


    Покупателю IP — в первую очередь экономией. По разным оценкам, покупка IP-блоков обычно оказывается от двух до пяти раз дешевле самостоятельной разработки. Кроме того, покупка обычно позволяет существенно сократить время разработки, так как вам не нужно самостоятельно производить тестовые чипы и исправлять ошибки.

    Разработчику IP — возможностью построить работающий бизнес на нишевом решении и существенно сократить расходы на ведение бизнеса. В стоимости микросхемы значительную часть составляют затраты на маркетинг, корпусирование, тестирование, техподдержку, прикладное ПО, наконец, на фотошаблоны для серийного производства, и т.д. и т.п. Если вы не производите готовые продукты, а только продаете блоки, то всех этих расходов у вас нет.

    Фабрике — возможностью привлечь больше клиентов. Крупные фабрики стремятся создать вокруг себя экосистему поставщиков IP-блоков, потому что их использование позволяет существенно ускорить дизайн и, что не менее важно, максимально автоматизировать его. Богатое портфолио готовых компонентов — большое подспорье в дизайне конечного продукта, потому что оно позволяет самостоятельно делать только то, что является вашим know-how, и не тратить драгоценные ресурсы на разработку всего вообще — особенно в ситуации, когда уже есть готовое решение, разработанное людьми, вложившими в его разработку существенно больше времени и опыта, чем можете себе позволить вы. Соответственно, широкий выбор готовых IP может быть серьезным фактором в выборе той или иной фабрики для производства вашего проекта.

    Как это работает?


    Давайте рассмотрим лицензирование ядер на примере сферической заказной системы на кристалле. Система будет содержать процессорное ядро, шины для объединения ядра и периферии, какое-то количество кэш-памяти, интерфейсы для общения с внешним миром (допустим CAN и I2C), PLL, ЦАП и АЦП. Для чистоты эксперимента допустим, что покупаться будет вообще всё, без самостоятельной разработки. “Глупое предположение”, — скажете вы и будете не совсем правы. В реальности, конечно, такие ситуации крайне редки, но вс же вполне можно представить себе, что killer feature продукта будет не какой-то блок сам по себе, а специфическое сочетание уже существующих блоков. Например, вы первый покупатель блока (поэтому его еще нет у конкурентов) или придумали существующему блоку применение в нехарактерном для него сегменте (поэтому у конкурентов в этом сегменте нет ничего похожего).

    Итак, начнем с…


    … нет, не с процессорного ядра, а с аналоговой обвязки. Для примера возьмем аналого-цифровой преобразователь (АЦП) — типовой блок большинства микроконтроллеров и любых других систем, имеющих дело с данными из внешнего мира.

    АЦП — это аналоговый блок, а значит его параметры серьезно зависят не только от его схемотехники, но и от того, как именно эта схемотехника реализована на кристалле. Если мы возьмем готовый файл с топологией от одного техпроцесса и произведем его на другой фабрике с теми же проектными нормами, мы можем получить совершенно другие параметры (не говоря уже о переносе на другие проектные нормы). Впрочем, известная с середины века культура “вторых поставщиков” все же существует; например, фабрика Towerjazz предлагает копии некоторых техпроцессов TSMC.

    АЦП — это отличный пример Hard IP — блока, привязанного к определенному технологическому процессу. Для того, чтобы купить такой блок, вы должны точно знать, на какой технологии будет производиться ваш конечный продукт, и, как уже упоминалось выше, наличие нужных Hard IP может быть для фабрики серьезным конкурентным преимуществом.

    В каком виде поставляется Hard IP? Это интересный вопрос, и для ответа на него надо обсудить, в каком виде такой блок разрабатывается. В случае с большинством аналоговых блоков, разработка схемотехники ведется на уровне отдельных транзисторов, то есть выходными файлами будут файл электрической схемы и файл с топологией. При этом особенности и схемы, и топологии могут иметь серьезную коммерческую ценность, отдавать которую на сторону, конечно же, не хочется. А для того, чтобы клиент не смог реверс-инжинирить схему по топологии, топология обычно тоже не передается, поэтому в обычном случае поставляемые файлы выглядят следующим образом:

    1. Вместо электрической схемы клиент получает высокоуровневую поведенческую модель, не раскрывающую особенности реализации. Такая модель может быть написана на языке Verilog-A. Альтернативный вариант — некоторые САПР (например Cadence Virtuoso) поддерживают шифрование электрических схем, то есть клиент сможет использовать вашу схему (или файл verilog-A), но не сможет открыть и посмотреть содержимое.
    2. Габаритный макет топологии, с отмеченными внешними выводами и описанием того, сколько уровней металлизации занимает блок.
    3. Тестовое окружение для верификации основных параметров.
    4. Документацию.

    При этом, разумеется, необходимо участие третьей стороны, которой вы сможете передать топологию, не опасаясь конкуренции и реверс-инжиниринга. Этой третьей стороной выступает фабрика, и ее роль посредника между заказчиками и исполнителями — важная часть экосистемы fabless разработки чипов. У фабрики, конечно же, должна быть кристально чистая репутация (это к вопросу о закладках) и, в идеале, она не должна самостоятельно производить ничего похожего, потому что работать на фабрике компании-конкурента — в любом случае сомнительное удовольствие. У Samsung получается производить процессоры одновременно себе и Apple, но другие крупные фабрики обычно или концентрируются на собственном производстве (как Intel), или совсем отказываются от самостоятельной разработки (как TSMC). Желание избавиться от этого конфликта интересов, кстати, было одним из драйверов выделения Globalfoundries (второго по размеру игрока на рынке фабрик) из состава AMD.

    Лирическое отступление
    В России, кстати, говоря, pure-play фабрик нет. Более того, для абсолютно всех игроков рынка выпуск собственной продукции является приоритетом, и все производимые fabless-разработчиками полностью отечественные микросхемы изготавливаются на производствах их потенциальных конкурентов — или на pure-play фабриках за рубежом.
    Конец лирического отступления

    Дальше есть еще одна важная деталь взаимодействия поставщика и фабрики: фабрика заносит ваш IP-блок в собственную базу и в дальнейшем проверяет все входящие проекты на наличие в них вашей топологии (которую кто-то мог получить как от вас, так и нелегально), и сверяется с вами относительно того, есть ли у запрашивающего производство лицензия (так как многие дешевые лицензии подразумевают использование блока только в одном проекте). Наличие проверки фабрикой позволяет разработчику Hard IP выбрать любой удобный вариант лицензирования — привязанный к количеству проектов, к количеству проданных чипов, к срокам запуска чипов в производство и т.д. и т.п. Но подробнее о типах лицензий — в следующей части.

    Как Hard IP в типовой системе на кристалле нужны будут АЦП, PLL, физические уровни интерфейсов ввода-вывода.



    Окно САПР Cadence Virtuoso Layout Suite с топологией аналогового Hard IP блока (это PLL, если кому-то интересно). Хорошо видны границы между отдельными подблоками (которые обычно делают разные люди) и, например, очень редкий для интегральных микросхем элемент — катушка индуктивности в правом нижнем углу. А слева вверху виден цифровой блок (наверное, управление) и его многобитный интерфейс к остальной части.



    Оно же, но уже в виде готового чипа (например, для тестирования). Хорошо видны площадки ввода-вывода и соединяющие их кольца из земель и питаний.

    Термин «Hard IP» также используется применительно к IP-блокам для FPGA. В этом случае подразумевается, что код блока был оптимизирован для использования в конкретной модели FPGA и синтезирован для размещения в ней.

    Soft IP


    Следующий блок, который мы рассмотрим — это процессорное ядро. Собственно, на его месте может быть практически любая цифровая схема, например, блок кодирования сигнала кодом Рида-Соломона, но процессорные ядра больше всего на слуху и они же составляют добрую половину всего рынка (в том числе в силу сложности и дороговизны).

    Основное отличие разработки цифровых схем от разработки аналоговых состоит в том, что цифровые схемы обычно пишутся на специальных языках высокого уровня — Verilog или VHDL, а дальше специальный САПР синтезирует из этого кода электрическую схему и топологию. Так вот, до момента синтеза код не привязан к конкретной технологии, и один и тот же блок можно произвести на разных фабриках (или зашить в ПЛИС) или на разных вариантах одной и той же технологии (например, оптимизированных под высокую скорость или низкое энергопотребление). Этим, собственно, и пользуются компании-разработчики, такие как, например, ARM. Такие цифровые блоки, не привязанные к определенной технологии, называются Soft IP.

    Вот так выглядит схема одного бита сумматора:

    image

    А вот так на самом деле выглядит восьмибитный сумматор в дизайне микросхемы:
    module adder(
    input wire [7:0]a,
    input wire [7:0]b,
    output wire [7:0]out,
    output wire carry
    );
    assign {carry, out} = a + b;
    endmodule
    Как видите, ни слова ни про размер транзисторов, ни про фабрику, ни про скорость работы. Все эти вещи появляются позже, когда покупатель IP-блока начинает самостоятельно заниматься его переводом в кремний.

    Что получает покупатель Soft IP? Посмотим на два примера:
    • Clean, readable, synthesizable Verilog HDL, VHDL
    • Cadence Encounter RTL Compiler synthesis scripts
    • Documentation – integration and user guide, release notes
    • Sample verification testbench
    Encrypted source along with a complete certification data package (CDP) including all artifacts required for chip-level compliance.

    В первом случае вы получаете исходный код и все необходимое для его моделирования и самостоятельного синтеза топологии, во втором — защищенный от чтения нетлист, который вы не можете изменить и части которого вы не можете переиспользовать (что не редкость для IP с предоставляемым исходным кодом). Разумеется, второй вариант в обычной ситуации существенно дешевле. Но могут быть и варианты, когда кодирование используется для защиты каких-то ноу-хау, которых нет в более простой версии устройства, поставляемой в виде исходного кода.

    Например, так обстоит дело с процессором Европейского Космического Агентства LEON3:

    1. Разработчик процессора, Cobham Gaisler, поставляет базовую версию LEON3 даже под лицензией GPL
    2. Они же поставляют версию LEON3FT (защищенную от одиночных сбоев на уровне схемотехники): The LEON3FT core is distributed together with a special FT version of the GRLIP IP library, distributed as encrypted RTL.
    3. Само Европейское Космическое Агентство (на деньги которого делался изначальный дизайн) лицензирует исходный код предыдущей версии, LEON2FT, участникам своих проектов.

    Промежуточные варианты защиты исходного кода могут, например, включать Verilog-код, прошедший обфускацию с целью невозможности его изменения и переиспользования отдельных частей. Техники обфускации Verilog-кода могут варьироваться от простого удаления комментариев и переименования переменных, чтобы код стал нечитабелен, до внедрения в блок специальных конечных автоматов, переводящих блок в нештатный режим работы, если при запуске схемы на вход им не пришла ключевая последовательность символов. В обфусцированный код также могут быть добавлены digital watermarks, которые позволяют на модели или готовом чипе проверить, использовано ли в нем конкретное IP.

    Тем не менее, передача “Clean, readable, synthesizable” исходного кода является распространенной практикой, особенно в ситуации, когда разработчик может удобно проконтролировать использование IP блока в продуктах покупателя. Это, в частности, означает, что при желании вполне можно проверить исходный код купленного ядра на отсутствие в нем недокументированных возможностей (они же закладки, они же hardware trojans) и дальше быть уверенным, что оно не менее безопасно, чем ядро, разработанное самостоятельно.

    Внимание, вопрос: если soft IP не привязаны к конкретной фабрике, то кто та третья сторона, которая обеспечивает выполнение лицензионного договора? Это весьма больной вопрос, и ответ на него может сильно отличаться в зависимости от типа Soft IP, размеров компаний продавца и покупателя, целевых рынков и т.д. и т.п… Вот несколько примеров:

    ARM, другие разработчики микропроцессорных ядер или больших блоков, которые серьезно влияют на функциональность, основывают лицензионный контроль на том, что продавая вашу систему на кристалле, вы должны ее рекламировать (тайно продать большой объем чипов не очень просто), а значит выпустить новую модель на рынок без ведома разработчика IP будет непросто, равно как будет непросто самостоятельно написать что-то очень похожее, но все же немного отличающееся, и дальше продавать уже его. В случае возникновения вопросов в игру вступит внушительных размеров юридическая служба компании. Примерно так же работает еще и продажа и лицензирование патентов (и, как вы наверняка знаете, несмотря на многомиллионные отчисления крупных компаний друг другу, из судов их юристы не выходят практически никогда). Примерами такого рода лицензионных споров является недавняя история с отказом Apple от графических ядер Imagination Technology в пользу in-house разработки и исков на предмет того, что Apple не могли ничего разработать так, чтобы не нарушить лицензионые соглашения и патенты Imagination (особенно с учетом перехода значительной группы сотрудников из одной компании в другую).

    Кроме того, распространенный пункт в лицензионных соглашениях — согласие на внешний аудит для подтверждения количества произведенных чипов (потому что оплата многих IP включает роялти с каждого проданного чипа) или количества разрабатываемых проектов (для случаев с попроектными лицензиями).

    В случае с soft IP для FPGA, третьей стороной могут выступать вендоры, поставляющие сами ПЛИС и софт для моделирования и программирования. Например, софт и ПЛИС от Xilinx поддерживают не только шифрование исходных кодов IP, но и лицензии для только моделирования (без возможности прошить дизайн в ПЛИС) и даже такие лицензии, когда дизайн можно прошить в ПЛИС, но через некоторое время эта прошивка перестанет работать (то есть вы можете отлаживать прототипы в железе, но не можете выпустить серийный продукт).

    Лирическое отступление относительно процессорных ядер и типов лицензий
    Подробности лицензирования обычно составляют коммерческую тайну, но тем не менее, основные принципы хорошо известны.

    Самая дешевая лицензия — на использование IP-блока один раз в одном проекте. Ее стоимость может оплачиваться целиком при покупке, а может иметь роялти-часть, привязанную к количеству проданных чипов. Также стоит заметить, что иногда покупатель IP, в свою очередь, передает продукт дальше как IP большего размера, и могут сложиться ситуации, когда разработчику исходного IP выгоднее заключить лицензионное соглашение с конечным потребителем (а иногда даже с разработчиком продукта, в котором будет использована микросхема); все зависит от того, на каком этапе удобнее проконтролировать количество произведенных чипов и кому из покупателей бизнес-модель лучше позволяет платить роялти.

    Более дорогой вариант предыдущей лицензии — на использование одного блока в нескольких проектах сразу. Такая лицензия обычно используется при создании семейств микросхем, сходных по параметрам (и потому не требующих различной оптимизации IP).

    Следующий вариант — лицензия на пользование ядром или семейством ядер на определенный срок. Он лучше подходит большим компаниям, которые работают над многими проектами одновременно, и которым удобнее заплатить один раз вместо того, чтобы заключать отдельный контракт на каждый проект. Среди прочего это позволяет сокращать сроки запуска — как раз на время переговоров по лицензированию. Разумеется, такая лицензия намного дороже разовой, поэтому для маленьких компаний она обычно нецелесообразна.

    Вариант предыдущей лицензии — подписка на определенный срок, но не на конкретный блок, а на целый класс блоков или ядер (допустим, на все ARM Cortex). Подписка дает дизайнерам большой компании больше свободы и удобства в выборе нужного варианта — опять же, не тратя время на переговоры и согласования.

    Самый дорогой вариант — архитектурная лицензия. Системы команд (или, чаще, их составные части) патентуются и защищаются, так что единственный способ самостоятельно сделать совместимое ядро — получить на это разрешение у правообладателя (или сделать ядро, совместимое со старой версией системы команд, на которую уже истекли патенты). Зачем это нужно? Архитектурная лицензия нужна для тех редких случаев, когда именно производительность ядра (или какие-то другие его специфические свойства, например, встроенное дублирование или троирование) является вашим конкурентным преимуществом. При этом вы, разумеется, должны обладать компетенциями в разработке ядер, как минимум не хуже, чем у лицензиара, а в вашей предметной области — даже лучше.

    Почему бы в таком случае не разработать собственную систему команд? Ответ на этот вопрос очень прост: собственная система команд означает необходимость написания собственных компиляторов и всего сопутствующего софта, а также сложности с тем, что под популярные архитектуры все умеют программировать, а под вашу нет. В итоге даже такие большие компании, как Apple, предпочитают архитектурные лицензии ARM разработке чего-то своего, и выход новых игроков на рынок архитектур, поделенный между несколькими грандами (точнее, между ARM и подбирающими остатки всеми остальными) — чрезвычайно редкое явление.

    Здесь мы плавно возвращаемся к вызывающему самые острые дискуссии вопросу про собственную архитектуру процессора: для того, чтобы вы могли продать микросхему, она должна быть максимально удобной для пользователя, а это значит, что под нее должно быть максимальное количество уже готового или легко адаптируемого софта, а также должны быть в наличии программисты, умеющие работать с вашей системой команд (потому что просить клиентов переучивать своих программистов — сомнительная идея). В итоге получается, что покупка лицензии на микропроцессорное ядро несет одновременно улучшение потребительских качеств микросхемы и сокращение как ваших расходов, как и расходов ваших клиентов. В качестве примера я, пожалуй, приведу компанию Apple, которая известна в том числе тем, что разрабатывает микроархитектуру своих мобильных процессоров самостоятельно, но! Эти процессоры все еще используют систему команд ARM, несмотря даже на то, что Apple имеет собственную операционную систему и в теории может использовать для нее процессоры с любой системой команд. Видимо, найти толковых разработчиков с опытом на ARM проще и выгоднее. То же самое, кстати, касается и персональных компьютеров Apple — они много лет выпускались с процессорами архитектуры PowerPC, но когда стало ясно, что PowerPC необратимо отстает от x86, Apple ценой значительных усилий совершили переход на процессоры Intel.
    Конец лирического отступления

    Маленьким разработчикам Soft IP непрактично содержать штат юристов, поэтому они обычно строят свою бизнес-модель так, чтобы контроля использования IP не требовалось или он был минимален. Основных варианта тут два:

    1. Продавать достаточно дорого, чтобы окупать ядро по принципу “один клиент — одна продажа”, без заморочек с роялти.
    2. Строить бизнес-модель на кастомизации IP под конкретный проект клиента (например оптимизации производительности под типовые задачи), помощи в сопряжении с другими IP, аутсорсе синтеза IP в топологию (так называемый IP hardening) и так далее. Как это работает? Например, базовый дизайн микропроцессорного ядра может быть дополнен специфическими аппаратными блоками для часто используемых клиентом операций, или наоборот, структура конвейера может быть упрощена для экономии энергии в задачах с батарейным питанием.

    В качестве soft IP в типовую систему на кристалле нужны микропроцессорное ядро (или ядра), процессорные шины для объединения ядер и периферии, контроллеры интерфейсов, аппаратные ускорители и т.д. и т.п.

    Configurable IP


    Еще один тип IP, находящийся между hard и soft — это конфигурируемые ядра, хорошим примером которых являются компиляторы памяти. Типичная многоядерная система на кристалле может содержать десяток блоков кэш-памяти разного объема и конфигурации, и еще флэш-память для хранения программ или подстройки. Как быть в этой ситуации? Покупать десять разных, хоть и однотипных IP-блоков? Разрабатывать память самим?

    Для регулярных структур (всех видов памяти, разнообразных кодеров и встраиваемых FPGA) этот вопрос решается созданием конфигурируемых блоков, для которых пользователь может задать размер массива, внешние интерфейсы, конфигурацию топологии и некоторые другие параметры. В связи с тем, что ключевой элемент массива обычно привязан к технологии, такие IP-блоки являются разновидностью Hard IP, но все же обладают рядом свойств Soft IP (в частности, гибкостью).



    Это все — разные варианты топологии стандартной шеститранзисторной ячейки кэш-памяти.

    Foundation IP


    Еще один «около-hard» тип IP-блоков — это foundation IP, совсем маленькие строительные блоки для конкретной технологии. Типичная библиотека логических вентилей — это несколько сотен элементов, от простейших инверторов до сложных триггеров с функциями диагностики. Такая библиотека может быть оптимизирована для низкого энергопотребления, высокой скорости работы или минимальной площади на кристалее, для работы с разными напряжениями питания, при разных температурах или, например, под воздействием радиации. И, разумеется, для каждого техпроцесса (даже с одинаковыми проектными нормами) нужна своя библиотека, потому что свойства транзисторов (такие, как пороговое напряжение и паразитны емкости) и минимальные размеры элементов различаются у всех производителей. Существуют и «generic» библиотеки с намеренно загрубленными размерами, чтобы уложиться в любой техпроцесс с подходящими нормами, но их параметры, разумеется, хуже, чем у специализированных решений.

    Кроме библиотек логических элементов к Foundation IP относят библиотеки элементов ввода-вывода, библиотеки элементов электростатической защиты и, зачастую, блоки памяти из предыдущего пункта.



    Любимый BarsMonster массив базовых элементов в топологии.

    Verification IP


    Итак, все блоки куплены, осталась самая малость — убедиться, что они нормально взаимодействуют между собой и что ваша система соответствует всем необходимым стандартам. Соответствие стандартам, кстати, касается и блоков, разработанных вами самостоятельно. Думаю, никому на хабре не нужно объяснять важность хорошего тестового покрытия и полноценного тестирования кода, а также трудоемкость создания хорошего тестового окружения. А теперь представьте, что ваш код немного по-разному исполняется при изменении температуры окружающей среды. И на разных экземплярах абсолютно одинакового “железа”. И при разном напряжении питания.

    Задачи тестирования и проверки соответствия популярным стандартам подчас настолько сложны, что привели к появлению целого класса полупроводниковых заказных блоков — Verification IP. Эти блоки — это тестовое окружение, они не производятся в кремнии, но их рынок довольно велик (и продолжает расти с усложнением типовых продуктов). Многие разработчики микросхем знают компанию Synopsys как второго по размеру производителя САПР, гораздо меньше людей знает, что четверть бизнеса Synopsys — это IP-блоки. На популярном ресурсе по поиску IP Design&Reuse в портфолио Synopsys 828 Silicon IP (включая процессорные ядра ARC — вторые по популярности после ARM) и 116 Verification IP на все случаи жизни.

    Для нашей сферической системы на кристалле потребуются verification IP для интерфейса CAN, для шин внутри процессора (например APB и AHB в случае с использованием ARM) и что-нибудь еще по мелочи. Тестовое окружение для аналоговых блоков и процессорного ядра, скорее всего, будет идти с ними в комплекте, а для всей системы целиком тесты придется писать самостоятельно.

    А что мы?


    Тут мы плавно подходим к вопросу, а в чем, собственно, состоит наша работа, если все блоки для системы были куплены? Давайте загибать пальцы.

    Задачи по разработке следующие:

    • Собрать полную схему устройства, проверить его работоспособность (с привлечением сторонних verification IP и их самостоятельно написанных аналогов).
    • Опционально — прототипировать и отладить ключевые цифровые части в ПЛИС.
    • Собрать план расположения блоков на кристалле (это не такая тривиальная задача, как может показаться).
    • Синтезировать все Soft IP под нужный техпроцесс, проверить их работоспособность.
    • Собрать и отладить топологию микросхемы с учетом длинных соединений между блоками, возможной просадки напряжения на шинах питания, согласования длины линий в многоканальных шинах и еще множества разнообразных факторов.
    • Экстрагировать паразитные параметры из топологии, проверить работоспособность устройства еще раз, переработать критические пути распространения сигналов.
    • Произвести окончательные проверки соответствия топологии и электрической схемы, а также топологии и правил проектирования выбранной технологии.
    • Исправить косяки топологии, которые найдет приемка на фабрике (а она найдет).

    В комментариях к недавней статье про печатные платы развернулась довольно интересная дискуссия об автотрассировщиках топологии и о том, когда разумно их использовать, а когда нет (применительно к любительским и профессиональным проектам). В качестве примера проекта, ради которого стоит потратить значительное количество человеко-часов на настройку автотрассировщика, привели «плату с парой-тройкой BGA по 400-700 выводов и несколькими сотнями других компонентов». А теперь представьте, что у вас имеется десяток Hard IP-блоков с 400-700 выводов, и еще, скажем, миллион других компонентов по 4-8 выводов (логика, из которой состоят блоки Soft IP). Большая ли это работа — собрать такую топологию из уже готовых блоков? Примерно такая же, как собрать печатную плату с уже готовыми микросхемами. И ведь никто не пеняет разработчикам печатных плат тем, что они берут уже готовые микросхемы и «всего-навсего» собирают их вместе.



    На рисунке — пример окна САПР Synopsys IC Compiler с автоматически сгенерированной небольшой топологией и подсвеченным критическим путем распространения сигнала, который было бы неплохо подправить.

    Кроме этого, есть задачи вне разработки — правильная постановка задачи по разработке, организация производства, корпусирования, сертификации, адаптация существующего ПО, разработка отладочных плат и референсных дизайнов, маркетинг наконец.

    Микросхему мало разработать, ее надо еще произвести и продать, и одним из ключевых драйверов современного рынка fabless-разработки и продажи IP-блоков стало именно разделение компетенций разработки, производства и продажи микросхем, позволившее представителям всех трех отраслей сконцентрироваться на профильных для них задачах, одновременно превратив конкуренцию в кооперацию и сэкономив огромное количество денег за счет аутсорса непрофильных активностей. Именно поэтому, видя рассказ о том, что в новом отечественном (или “отечественном”) процессоре куплено все, что можно, можете смело понимать: люди, которые его делают, умеют считать и экономить деньги, а если все свое и доморощенное, значит, первым требованием была не экономическая эффективность, а какие-то другие соображения. Возможно, не менее важные, но — другие.

    И напоследок три небольших бонуса


    Первый бонус: есть ли Open Source?
    В целом рынка/коммьюнити Open Source в полупроводниковой индустрии не сложилось. Скорее всего потому, что из-за высокой стоимости валидации (производства в кремнии и измерения параметров) разработка требует значительных инвестиций, и участие в ней энтузиастов-одиночек практически исключено. А коммерческие компании, разумеется, должны как-то возвращать инвестиции. Впрочем, есть и исключения, о двух из которых я расскажу.

    Первое — Opencores.org
    Этот сайт и коммьюнити существуют уже почти двадцать лет и добились некоторых полезных результатов, наиболее известный из которых — процессорная архитектура OpenRISC, которой довольно активно пользуются энтузиасты и университеты (в основном в FPGA), и по которой даже было запущено несколько коммерческих ASIC (в том числе Samsung). В целом Opencores, к сожалению, не состоялся как двигатель какого-то бизнеса, но там можно найти очень много интересного (например старый лицензионно чистый ARM), если вы любитель и у вас есть FPGA. Примерно три сотни проектов на сайте имеют статус FPGA Proven, и только два десятка — ASIC Proven.

    Второе интересное исключение — RISC-V. Это не первая открытая популярная архитектура (как минимум есть OpenPOWER и OpenSPARC) и не первая, имеющая какую-то поддержку от грандов индустрии, но первая, ставшая открытой с самого начала и при этом благодаря существенной поддержке имеющая с самого начала большой набор прикладного софта (отсутствие которого представляет колоссальную проблему для любого нового проекта).
    RISC-V — дитя великого Дэвида Паттерсона, отца MIPS, в котором, он, по его словам, учел весь многолетний опыт индустрии и все сделанные ранее ошибки (ну или просто переименовал пару команд, чтобы обойти патенты MIPS). RISC-V Foundation пользуется поддержкой Google, Samsung, NXP, NVIDIA и нескольких других крупных компаний. С одной стороны, это ничего не значит, потому что все те же лица поддерживают, например, и OpenPOWER, а с другой стороны, индустрия уже пришла к пониманию, что фактическая монополия ARM в долгосрочной перспективе не интересна никому, кроме ARM, а все, кто мог попробовать ее сломать, уже потерпели неудачу (включая игроков уровня Intel). Именно поэтому сейчас действительно удачный момент для развития чего-то нового. Про преимущества и недостатки RISC-V можно много рассуждать (вот перевод рассуждений авторов RISC-V), но давайте это сделает кто-то другой, у меня и так текст уже ни в какие разумные рамки не лезет. Покажу только, пожалуй, пример большого успеха RISC-V — замена собственных проприетарных ядер Falcon в новых продуктах NVIDIA.

    Второй бонус: где взять?
    Помимо уже упомянутых OpenCores, разжиться IP-блоками (но уже за деньги) можно во многих других местах. Некоторые из них:

    TSMC IP Alliance
    Вполне логично, что крупнейшая фабрика мира поддерживает и помогает развиваться поставщикам IP для своих техпроцессов.

    Design&Reuse
    Независимый хаб, содержащий полтора десятка тысяч IP-ядер, а также приличную новостную ленту (и еще у них хорошая почтовая рассылка).

    ChipEstimate
    Примерно то же самое, что D&R, но чуть поменьше и не такое интересное в плане профильных новостей.

    Третий бонус — а что у нас?
    Открытой информации, к сожалению, очень мало в силу специфики российского микроэлектронного рынка, но что-то все же нашлось.

    Российские компании разрабатывают собственные процессорные архитектуры — “Эльбрус” (МЦСТ), “КОМДИВ” (НИИСИ РАН), “Кролик” и “Кварк” (КМ211), “Neuromatrix” (НТЦ “Модуль”), участвуют в международном консорциуме RISC-V (Syntacore), лицензируют архитектуры ARM, MIPS, SPARC, MCS96, MCS51, C166, AVR, MSP430.

    Что касается других блоков, то в качестве примера приведу цитату с сайта компании “Цифровые решения” (орфография сохранена):
    На данный момент в своих проектах были использованы следующие IP-блоки:
    Процессорные ядра: процессор с векторным сопроцессором с плавающей точкой ARM Cortex-M4F, процессор ARM Cortex-M0, процессор ARM946E-S c периферией на основе шины AMBA, векторный сопроцессор с плавающей точкой ARM VFP9-S, процессор SPARC v.8 c периферией на основе шины AMBA. Имеется 8-ми битное процессорное ядро RISC архитектуры собственной разработки.

    IP-блоки синтезаторов частоты на основе ФАПЧ (PLL) компаний TSMC, KeyASIC и AnalogBits, однократно программируемая память компаний Sidense и еMemory, конфигурационная память в виде электрически-пережигаемых перемычек (eFuse) компании TSMC, IP-блок часов реального времени со сверхмалым потреблением энергии, генераторы ROM и RAM памяти и т.д.
    “Цифровые решения” не являются исключением, зарубежные покупные IP-блоки так или иначе используют все или почти все российские дизайн-центры (да-да, даже самые отечественные из всех отечественных процессоров содержат содержат покупные IP-блоки).

    А что с собственной разработкой IP? На сайтах многих компаний висят списки разработанных IP-блоков (вот “Цифровые решения”, вот НИИМА “Прогресс”, вот КМ211), так что внутренний российский рынок тоже существует. А вот на Design&Reuse и ChipEstimate нашлись только упомянутые выше “Цифровые решения” (с очень кратким портфолио) и белорусские NTLab. Что ж, лиха беда начало.

    Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

    Нормально ли лицензировать процессорные ядра и IP-блоки в отечественных микросхемах?
    Поделиться публикацией
    Комментарии 140
      –2
      Большая ли это работа — собрать такую топологию из уже готовых блоков? Примерно такая же, как собрать печатную плату с уже готовыми микросхемами. И ведь никто не пеняет разработчикам печатных плат тем, что они берут уже готовые микросхемы и «всего-навсего» собирают их вместе.

      Это не так. Человек купил отдельные блоки и добавил собственный труд в их соединении. В другом варианте человек то-же покупает блоки, но не тратит своего времени на разработку топологии схемы соединений. В этом есть явный перекос.
        +3
        Что значит «не тратит время на разработку топологии соединений»? Принципиальной разницы нет никакой, точно так же покупаются отдельные блоки и добавляется труд на создание схемы их соединений, а потом на реализацию этой схемы в виде топологии. Разве что труда в случае микросхемы обычно надо гораздо больше, чем для печатной платы.
          0
          Это означает — покупает технологию соединения малых блоков в нечто заведомо работающее. Именно об этом говориться в статье. Именно это я хотел сказать.
          Гигантское сокращение времени разработки чипов.
            +4
            Это означает — покупает технологию соединения малых блоков в нечто заведомо работающее. Именно об этом говориться в статье.
            Нет, об этом в статье не говорится. Купив блоки, вы не покупаете технологию их соединения во что-то заведомо работающее. Купив блоки, вы покупаете только блоки.
            Ну или тогда надо говорить, что прочитав даташит на микросхему, вы получаете технологию создания заведомо работающих устройств на ее базе. В даташите на микросхему тоже есть описание выводов и того, что на них нужно подавать, как и в даташите на IP-блок.
            Серьезно, принципиальной разницы между созданием печатной платы с готовыми микросхемами и созданием чипа из IP-блоков нет никакой. Более того, на печатной плате вы в принципе можете собрать свой операционник из отдельных транзисторов вместо того, чтобы покупать готовый. Там будут заморочки с качеством, но дискретные согласованные пары вполне доступны.
              –2
              Вы это серьёзно?
              Вы реально думаете что большой и сложный IP блок собирается с нуля, одним большим массивным куском кремния?
              Я вас удивлю. Большой блок так-же состоит из маленьких рабочих боков, как например библиотека на Си++. Как подключать ножки собственной микросхемы — вообще десятое по важности дело.
              Когда вы реально покупаете IP блок — у вас на руках будет документация точно описывающая входные и выходные параметры данных, низкоуровневые функции самого блока, описание требуемых ресурсов для его запуска, и все важные тайминги его работы. Этого достаточно для его использования по прямому назначению. При этом детальная структура на уровне отдельных транзисторов может отсутствовать. В таком варианте PI блок представляет из себя типичный чёрный ящик. Точно так-же как и документация на все сложные микросхемы.
              И главное — вам не нужно самостоятельно изобретать велосипед. Внутри блока все соединения уже проверены и протестированы.

              Я согласен в отсутствии разницы между большой печатной платой и проектированием бис. Но почему вы упорно думаете о печатной плате как о готовом продукте. Это может быть частью чего-то большего, и в автономном варианте совершенно бесполезное.
              Как например материнская плата для компьютера. Без блока питания, процессора, памяти, винчестера, монитора и так далее… Вот это в моём понимании готовый IP блок. А то о чём вы думаете — фигня полная.
                +1
                Вы реально думаете что большой и сложный IP блок собирается с нуля, одним большим массивным куском кремния?

                Я нигде такого не говорил. Более того, я хорошо себе представляю, как выглядит разработка IP-блоков, и какая сложная у них может быть внутренняя иерархия. Но пользователь ее не видит, потому что, как вы верно заметили, обычно получает черный ящик. Равно как и покупатель микросхемы (или материнской платы) не видит ее внутреннюю структуру, потому что имеет доступ только к портам ввода-вывода (в случае материнской платы — к коннекторам для микросхем).

                Но почему вы упорно думаете о печатной плате как о готовом продукте. Это может быть частью чего-то большего, и в автономном варианте совершенно бесполезное.
                Разумеется, может, но моей целью не было описывать все возможные варианты печатных плат, я просто привел аналогию. Точно так же, как печатная плата может быть несамостоятельным продуктом, так и IP-блок может им быть, и даже готовый кристалл (предназначенный для многокристалльной сборки). Вариантов применения и вариантов того, как выглядит IP — множество, но если их все перечислять, то во-первых, не хватит никакого разумного объема текста, а во-вторых, это будет текст для другой аудитории.
          0
          Человек купил отдельные блоки и добавил собственный труд в их соединении. В другом варианте человек то-же покупает блоки, но не тратит своего времени на разработку топологии схемы соединений.


          Уточните пожалуйста, в каком из упомянутых вариантов разработчик «не тратит своего времени на разработку топологии схемы соединений». А то тут есть некоторая неоднозначность. :)
          +2
          Не забываем также MBIST, LBIST и прочий DFT, написание прошивок в ROM, всякую сертификацию по ISO-26262 и подобным стандартам, power-domain management и DVFS (самый простой способ выстрелить себе в ногу на сегодняшний день), разработку структуры ECC на всю микросхему (end-to-end или по частям, которые никогда, почему-то, между собой не совместимы), отловку багов в купленных Soft- и Hard-IP (которых там немеряно), ну и еще кучу всего. Именно поэтому куче контор, занимаюшихся исключительно интеграцией IP, хватает на хлеб с икрой.
            +1
            Я попробую высказать такую мысль (она, кстати, не только к микроэлектронике относится) — разрабатывать IP-блоки (вообще любые узкоспециализированные составные части чего-либо) безусловно трудно, и еще труднее делать действительно выдающиеся и прибыльные решения, но в комплексе это зачастую проще и требует меньших NRE, чем разработка и производство конечных продуктов с этими самыми блоками в составе. К тому же чисто психологически разработка IP-блоков кажется более доблестным занятием, чем «ковыряние в деталях реализации», и это, кроме шуток, неплохой аргумент при подборе персонала. Так что да, конторы «по пошиву микроконтроллеров» чувствуют себя очень хорошо за счет той маржи, которая им полагается за вот эту вот всю неприятную возню «на земле».
            –1
            Любая современная микросхема

            даже у трехногих линейных регуляторов и источников опорного напряжения есть скрытая от пользователя цифровая подстройка,


            Если не секрет, что за цифровая подстройка реализована, скажем, в LM7805 или в LP2950? А у LM358?
              +3
              LM358 кажется, старше меня, а LM7805 — точно старше. «Современная» и «до сих пор производимая уже пятый десяток лет» микросхема — это не одно и то же.

              Вот почитайте даташит относительно нового источника опорного напряжения LM4132:
              The LM4132 family of precision voltage references performs comparable to the best laser-trimmed bipolar references, but in cost-effective CMOS technology. The key to this breakthrough is the use of EEPROM registers for correction of curvature, temperature coefficient (tempco), and accuracy on a CMOS band-gap architecture allowing package-level programming to overcome assembly shift. The shifts in voltage accuracy and tempco during assembly of die into plastic packages limit the accuracy of references trimmed with laser techniques.
                –2
                Не надо мне про источник опорного напряжения, вы мне про трёхножечный линейный стабилизатор с цифровой подстройкой лучше расскажите.

                «Современная» и «до сих пор производимая уже пятый десяток лет» микросхема — это не одно и то же.


                Откуда отсчитывается современность у вас? С 2000? С 2010? С 2018? Неопределено? Потому что понятие очень уж размытое. Вот и будем считать, раз микросхема доступна и производится здесь и сейчас, стало быть, она является вполне современной и востребованной. В отличие от тех микросхем, которые уже не производятся и не поставляются.
                  +2
                  Вот и будем считать, раз микросхема доступна и производится здесь и сейчас, стало быть, она является вполне современной и востребованной.
                  Это примерно как «Daewoo Nexia — современный автомобиль». Доступен, производится, все сходится.

                  Откуда отсчитывается современность у вас? С 2000? С 2010? С 2018? Неопределено?
                  Технологии однократно программируемой памяти стали доступны по цене лет десять назад.

                  Не надо мне про источник опорного напряжения, вы мне про трёхножечный линейный стабилизатор с цифровой подстройкой лучше расскажите.
                  Навскидку нашелся TPS7A05 в корпусе с пятью ногами. В нем программированием выбирается номинал резистора в делителе, чтобы на одном и том же чипе получать разные выходные напряжения. Устоит?
                    0
                    Доступен, производится, все сходится.

                    А вас такой подход не устраивает? Дело в том, что с точки зрения потребителя он использует те микросхемы, которые есть на рынке и (!) в ряде конструкций будут доступны ещё десятилетия (особенно, это касается военной электроники). В этом случае, все эти трёхногие стабилизаторы работают дубово и являются вполне современными. Да, разработка лохматых годов. А производство? Да вот прямо сейчас делают. Почему делают? Потому что отлично работает и дёшево стоит. В общем, имеет свою нишу в современном мире. А если имели в виду микросхемы с какой-то даты разработки, то стоит прямо так и написать: «почти все микросхемы последней пятилетки имеют цифровую подстройку».

                    Технологии однократно программируемой памяти стали доступны по цене лет десять назад.

                    Надеюсь, это вы не про ПЗУ с пережигаемыми перемычками? :)

                    Устоит?

                    Да без разницы, коль речь у вас о микросхемах последней пятилетки.
                      +1
                      Надеюсь, это вы не про ПЗУ с пережигаемыми перемычками? :
                      Про них тоже. Я не про сами технологии (им, разуеется, много лет уже), а про момент, когда они стали доступны (в том числе) по цене на стандартныех КМОП-техпроцессах, предлагаемых фабриками, и прочно вошли в арсенал разработчиков микросхем.
                        +4
                        Потому что отлично работает и дёшево стоит. В общем, имеет свою нишу в современном мире.
                        «Имеет свою нишу в современном мире» и «современный» — с моей точки зрения это не одно и то же. Ваша позиция мне полностью понятна, но я с ней не согласен, потому что и Daewoo Nexia, и LM358, безусловно имеют свою нишу в 2018 году, но это не делает их современными. Если вам больше нравится вместо моего слова «современный» говорить «недавно разработанный» — ваше полное на то право. У нас тут чисто терминологический спор, который не имеет практической ценности, поэтому предлагаю его прекратить и, если хотите, обсудить что-то более интересное. Например то, как цифровая подстройка позволяет улучшить параметры микросхем относительно лазерной и обойти сдвиг параметров, вызванный механическим и температурным стрессом при корпусировании.
                          +1
                          вы мне про трёхножечный линейный стабилизатор с цифровой подстройкой лучше расскажите.
                          Так пойдет? Ну и вообще, подобных публикаций полный гугл. Конкретно трехногих изделий я так сходу не найду, но не вижу причин им не существовать.
                            –2
                            А зачем мне эти публикации? Речь о конкретных изделиях.
                              0
                              Не трехногие точно есть. При чем, то, что я дал, это не с цифровой подстройкой, а полностью цифровые. О конкретных продуктах трудно судить просто потому, что это не обязано фигурировать в описании, а внутренняя схема раскрыта не особо подробно. В принципе, я допускаю, что какая-то цифровая логика может быть в mcp1703, но это не очень точно и пруфов у меня нет, разумеется.
                                +3
                                Так embedded LDO цифровых или с коррекцией пруд пруди, на Design and Reuse каждый второй, если не каждый первый LDO такой. Просто у человека немного бомбануло насчёт того, что считать современным, а что нет)
                                  +1
                                  В интернетах такое бывает))
                                    0
                                    Откройте современный блок питания компьютера. Посмотрите, что вы там видите. Посмотрите на год разработки использованных компонентов. Посмотрите на даты производства. Вот это и есть современная элементная база, а вовсе не только самые-самые последние разработки.
                                      0
                                      А этот пост вы пишете с ПК с современным процессором Intel 80486?
                                        0
                                        Угадали.

                                        А серьёзно, не надо передёргивать. Из того, что часть микросхем у вас в компьютере последних лет разработки, вовсе не следует что в современном компьютере нет микросхем гораздо более древних.
                                          +1
                                          А я и не говорил, ч о в современном приборе не может быть старой ЭКБ. Моя статья, в принципе, ровно про это: круче всех должен быть только тот кусок, который даёт конкурентные преимущества, все остальное должно быть просто не хуже, чем у других.
                                          Но это все не желает современным трехногий линейный регулятор, разработанный 50 лет назад (самим Видларом ещё небось) и производимый на 75 мм пластинах по трехмикронной биполярной технологии «современным». Это делает его «экономически выгодным», «дешёвым», «до сих пор применяющимся» — а «современным» не делает. Современный LDO — это КМОП-чип с мизерным током отключенного состояния, цифровой подстройкой встроенного ИОН и выходного напряжения, защитой от перегрева, переполюсовки, выхода входного напряжения за допустимый диапазон, от КЗ, и с кучей дополнительных запчастей для тестирования и повышения выхода годных.
                                            0
                                            Как я уже писал, весь вопрос в том, что считать современным.
                                    0
                                    При чем, то, что я дал, это не с цифровой подстройкой, а полностью цифровые.


                                    Ясень пень, что есть микросхемы-управляемые регуляторы напряжения (да вы и сами можете его сделать — возьмите вы ЦАП (хоть R-2R), ОУ (по желанию) и мощный транзистор — замкните обратную связь с порогом от ЦАП — всё, пользуйтесь). Однако, всё же прочтите первоначальный вопрос.
                                    0
                                    Есть тут автор один, занимающийся скальпированием и исследованием под микроскопом разнообразной микроэлектроники.
                                    Ссылку для вас искать не буду, уж извините, но коль эта тема так взволновала — найдите, там есть даже цифровая схема у двухногой схемы (светодиода моргающего).
                                    Но впрочем что-то мне подсказывает, что она тоже не будет «современной» (:
                                      0
                                      Речь про конкретные стабилизаторы.
                                        0
                                        Да ладно, признайтесь, что просто выбрали труднодоказуемый момент чтобы докапаться и все. Очевидно же, что никто не публикует подробное внутреннее устройство конкретного компонента. TLV713 (правда, 4 ноги), допустим, просто обязан иметь цифровые блоки, но как вы представляете это вам доказать? Пойти чип шлифонуть или что?

                                        Вы же согласны хотя бы с возможностью существования таких штук? В чем тогда спор? Никто же не утверждает, что вот прямо в каждом стабе полно цифрового фарша… но все, работающие на малых напряжениях с низким падением и высокой точностью почти гарантированно имеют что-то цифровое хотя бы немного. Особенно, если еще и не стоят, как самолет.
                                          0
                                          Да нет, просто задела фраза, что, мол, всё с цифровой подстройкой". При том, что данные микросхемы сугубо аналоговые и дальше таковыми и будут и при этом повсеместно прямо сейчас применяются. Просто надо чётче формулировать мысль о том, какие именно микросхемы с подстройкой.
                                            +1
                                            данные микросхемы сугубо аналоговые и дальше таковыми
                                            Да не будут, в этом-то и дело. В большинстве вновь разрабатываемых аналоговых микросхем есть цифровая подстройка, которая появляется сразу, как только к микросхеме начинают предъявляться хоть какие-то требования по точности.
                                            Коррекция смещения нуля операционников, подстройка источников опорного напряжения, auto-zero операционников и компараторов — это все вещи даже не из «сегодня», а из «вчера», им уже студентов учат как общим вещам.
                                              0
                                              В большинстве вновь разрабатываемых


                                              данные микросхемы


                                              ?

                                                +2
                                                Да-да, мы же уже вроде сошлись на том, что для вас «современный» — это «производимый сегодня и разработанный не важно когда», а для меня «современный» — это «хотя бы моложе меня».
                                                С тем, что в LM358 и µA741 цифровой подстройки нет и не будет, я согласен полностью.
                                                Давайте не будем продолжать этот терминологический спор (хотя набивать количество комментариев к статье — это в моих интересах, может ее чуть побольше народу прочитает).
                                            0
                                            Меня больше удивляет, что вы зациклились на этом. Давно уже расписали, что у автора своё представление о современных микросхемах, а у меня своё. Вот и вся разница.
                                            +1
                                            Приведенный мной пример TPS7A05 вам чем не угодил? Тем, что у него обоже, четыре ноги, а не три, потому что есть Enable?
                                              0
                                              Обратите внимание на вопрос «Если не секрет, что за цифровая подстройка реализована, скажем, в LM7805 или в LP2950? А у LM358?». Если бы я спрашивал о чём-то ином, я бы так и написал.
                            +2
                            Знатный лонгрид настрочил)) Неужто смена работы так повлияла на количество свободного времени?))
                              0
                              Да это все старые наброски, камон. В воскресенье просто привел их наконец в порядок для публикации.
                              На новом месте, как это обычно бывает в таких ситуациях, свободного времени меньше, чем на старом. По крайне мере, в первое время)
                                0
                                Что за хипстерские словечки, «лонгриды»… почему просто не сказать «большой текст» или «многабукф»?

                                А статья хорошая, читается на одном дыхании.
                                  +7
                                  почему просто не сказать «большой текст» или «многабукф»
                                  Потому что если вы говорите «многабукф», а Lerk — «лонгрид», то он, вероятно, лет на десять моложе вас) У каждого поколения свои словечки.
                                0
                                А сколько степеней вложенности обычно бывает в этой сфере? (то есть, базовый блок входит в более крупный, тот в еще более крупный, тот в еще, ......, последний входит в окончательную микросхему.
                                  +1
                                  Обычно немного (один-два), потому что разрабатывать на продажу простую мелочевку бессмысленно — ее клиент и сам может быстро сделать. То есть, никто не разрабатывает IP-блок сумматора (или даже АЛУ), речь идет о целом процессорном ядре. Или, в случае с аналоговыми схемами, никто не разрабатывает IP-блок операционного усилителя, но разрабатывает фильтр, АЦП или линейный регулятор.
                                  Дополнительные уровни вложенности могут появиться в случае установки чипа в 3D-сборку.
                                  0
                                  Вот центральный процессор Эльбрус-2СМ, если я правильно понял, реализован полностью на суверенной архитектуре и выпущен на Микроне. Вероятность закладки в этом процессоре крайне мала. Вот пример когда потребитель может проконтролировать и процесс разработки и процесс производства. Адептам такой схемы какой пункт выбрать?
                                    0
                                    Очевидно, последний. Но, как я упоминал в статье, те «Эльбрусы», которые выпускаются на Тайване, хоть и на полностью суверенной архитектуре, а покупные IP-блоки содержат. Навскидку я только про Hard IP нашел упоминания, но если там есть Soft IP, то они вполне могут оказаться и в том, что на «Микроне» производится.
                                      0
                                      Я не согласен с последним пунктом. Это важно. Чтобы процессор Эльбруса был более менее конкурентноспособным, их дизайн-центру нужно соответствовать современным фабричным нормам и уметь сделать топологию на свежих нанометрах. Поэтому делать процессоры на своей архитектуре на 28нм в Тайване нужно и важно для военных. А военные это основной рынок для микроэлектроники в России.

                                      Да, лицензировать процессорные ядра это нормально, но почему бы мне тогда не купить STM32 какой-нибудь?

                                      Нормально/не нормально решает ВП МО РФ, в общем.
                                        0
                                        и другие органы:)

                                        и lockheed martin самолеты для армии США в Китае делать не будет, поэтому сравнивать с Эпл в вашем посте не совсем корректно.
                                          +1
                                          Я закладывал в последний пункт смысл «даже если все сделано самостоятельно, провал может быть на этапе производства, то есть ни о каком лицензировании блоков речи точно быть не может. Только полностью все сами, включая производство». Возможно, не совсем удачно сформулировал.

                                          Но у вашей позиции есть существенный изъян: производства ниже 90 нм в России нет и в обозримом будущем не полявится, а значит, на какие-то компромиссы точно надо пойти. И если мы уже допускаем производство за границей, то может быть и чужие блоки с раскрытым исходным кодом окей?

                                          Да, лицензировать процессорные ядра это нормально, но почему бы мне тогда не купить STM32 какой-нибудь?
                                          Потому что отечественные специалисыт не проводили аудит исходного кода его ядра, а в случае с миландровскими ARM — вероятно проводили)
                                            0
                                            Потому что отечественные специалисыт не проводили аудит исходного кода его ядра, а в случае с миландровскими ARM — вероятно проводили)

                                            но если закладка в фотошаблоне, то это все тлен. Это все полумеры вы предлагаете. Нельзя положить болт на свои архитектуры и т.д. Схема «товарищу майору выбирать не приходится» это временная мера, нельзя брать это за норму! Этот миландровский аудит нужен только военным! Но если военным предложить полностью свой микроконтроллер как продукт, то они откажутся от миланлдровского arm. Но пока Миландр это лучшее, что есть.

                                            Но у вашей позиции есть существенный изъян: производства ниже 90 нм в России нет и в обозримом будущем не полявится

                                            Ничто не вечно под луной. Все меняется. И когда у нас будет современная фабрика, что мы предложим военным? ARM? MIPS? Нельзя отказываться от эльбрусоподобных проектов!

                                            И если мы уже допускаем производство за границей

                                            Не везде. Это полумера для некоторого перечня применений.
                                              +1
                                              А в чем проблема предложить военным ARM, сделанный на современной фабрике? Я правда все ещё не понимаю. Допустим, мы купили архитектурную лицензию и написали ядро с нуля сами. Имеем полностью отечественную разработку и кучу совместимого софта. Зачем при таком раскладе «Эльбрус», разработка которого стоит дороже архитектурной лицензии на ARM?
                                                +1

                                                А если фабрика откажется его производить? Бабаян в приватном разговоре как-то сказал, что попытки эльбрусовцев выйти на фабрики пресекались интелом. То есть фабрике ставилось условие: или вы производите всё, что хотите, или у вас есть контракты с Интел. В принципе, вполне рыночный механизм. И это было ещё в 90х, когда был мир-дружба-жвачка. (Хотя я думаю, что он слегка лукавит). Сейчас, я надеюсь, на Интел все не настолько завязаны, но ведь появился механизм "санкций", а военным очень не нравится, когда производство их игрушек может быть остановлено третьей страной.

                                                  +1
                                                  В вашем рассказе есть серьезная логическая нестыковкв. Intel все делает на собственных фабриках, и у него нет контрактов с другими фабриками, так что и угрожать нечем.
                                                  Кроме этого, производящая Эльбрусы TSMC имеет мощности гораздо больше потребностей Intel и огромное портфолио клиентов со всего мира, так что при необходимости TSMC смогла бы без серьезных проблем отказаться от Intel в случае такого давления, приобретя много пунктов репутации.
                                                  А ещё без помех со стороны Intel в разное время x86-совместимые процессоры производили больше десятка компаний, и сейчас некоторые (в Китае например) успешно продолжают производить. Да и Эльбрусы в порядке. Что изменилось-то?
                                                    0
                                                    За что купил, за то и продаю.
                                                    Возможно, в 90х ситуация отличалась — TSMC была образована в 1987 году. Скорее всего речь шла не о контрактах на микропроцессоры, а на устройства попроще (Эльбрус так-то тоже был не на острие техпроцесса). А возможно, Борис Арташесович слегка лукавил, и проблема была не столько в этом, а просто фабрика пыталась выбить себе условия повыгоднее. В любом случае мой посыл был в том, что

                                                    > А в чем проблема предложить военным ARM, сделанный на современной фабрике?

                                                    заключена в том, что фабрике могут просто не дать произвести этот процессор с помощью экономических или политических рычагов. Если для гражданской электроники это скорее относится к мифам и легендам, то для военных это вполне себе риск, причем существенный. Краем уха слышал, что для какой-то техники РФ уходит даже с минских грузовых шасси, а тут процессор и в далекой Тайвани. Возможно, эта далекая Тайвань стала ближе из-за текущей дружбы с Китаем, но, имхо, именно для военных такой подход так себе.

                                                    Кстати, нашел, что Интел таки сотрудничала с TSMC: www.oregonlive.com/business/index.ssf/2009/03/intel_outsourcing_some_atom_ma.html
                                                    Но судя по тексту, это был их первый раз.
                                                      0
                                                      Возможно, эта далекая Тайвань стала ближе из-за текущей дружбы с Китаем

                                                      Тайвань находится с Китаем в состоянии войны. Не то, чтобы это полностью мешает им развивать совместные коммерческие проекты, но никакой любви между этими странами никогда не было, и пару раз только внешнее вмешательство спасло от второй гражданской войны.
                                                      Long story short, Тайвань — многолетний союзник США, а не Китая. Но опять же, деловые отношения они имеют и с теми, и с другими (притом, что Китай для них враг и оккупант).

                                                      А уж отказ от Белоруссии в процессе импортозамещения — это просто ебобо, другим словом не назовешь. Давайте самостоятельно без последних союзников останемся.
                                                        0
                                                        А уж отказ от Белоруссии в процессе импортозамещения


                                                        Разве мы отказались от них? Мне от них нужно включение в перечень МОП микросхемы 1666РЕ014. Всё жду, когда же она там появится.
                                                          0
                                                          Разве мы отказались от них?
                                                          Нет, не отказались, но такие поползновения появляются время от времени.
                                                          У меня к вам встречный вопрос: а разве перечень МОП все еще существует? ) Он же теперь вроде минпромторговский и называется по-другому.
                                                            0
                                                            Есть он, куда ж ему деться.
                                                            Боюсь, если сюда выложить его название или скриншот, то кого-то могут закрыть. Он ведь ДСП всегда был?
                                                              +1
                                                              Конечно, существует. По нему и работаем.
                                                                0
                                                                ДСП. Но он не такой уж и секретный. :)
                                                              0
                                                              Никогда) Trust me, i am a doctor © п.с.: Я серьезно
                                                                0
                                                                А почему? Что так такое случилось? По их спискам, она проходит сертификацию. Но что-то затянулся у них этот процесс.
                                                                  0
                                                                  А у них там разве не «импортный кристалл, пока сами не освоят технологию FRAM»? Может в этом дело?
                                                                    +1
                                                                    А учитывая что технология FRAM есть только у 2х фирм в мире, то видимо никогда.
                                                                      0
                                                                      Жаль. Я думал, они сами сделали. Мне эта микросхема очень нужна. Потому что решает сразу 99% проблем в одном из устройств.
                                                                    0
                                                                    Как уже написали выше — да, полный импорт. Еще и у РКС были претензии на сертификации. Не понравились разварка и резка кристалла вроде.
                                                                      +1
                                                                      Мне от них надо, чтобы эту микросхему разрешили и всё. Что там за кристалл мне не важно. :)
                                                                0
                                                                Ну вот на Украину положились, в части производства морских турбин. Итог замороженная на 6-7 лет программа строительства фрегатов.
                                                                А минское шасси используется для ядерного щита. Это вообще святая святых.
                                                                  0
                                                                  А что, предполагается аннексия Россией Бобруйска?
                                                                    0
                                                                    Бобруйска не знаю, а вот деревня Купры живет в напряжении…
                                                                    Но вообще то, можно представить, что Лукашенко сброшен, а на его место приходит прозападный политик. Евросоюз, НАТО, все дела…
                                                            0
                                                            Бабаян в приватном разговоре как-то сказал, что попытки эльбрусовцев выйти на фабрики пресекались интелом. То есть фабрике ставилось условие: или вы производите всё, что хотите, или у вас есть контракты с Интел.


                                                            Это Борис Арташесович чего-то сочинял, часто люди в целях оправдания каких-то одних проблем выдумывают другие.

                                                            Интел на TSMC — никто (грубо говоря). Давление на TSMC могли бы оказать США от имени федерального правительства (весьма теоретически впрочем), и это одна из причин, по которой, как ни печально, процессоры для военных надо уметь делать у себя, по крайней мере хотя бы какие-то (например НИИСИ выпускает часть своих изделий в России). Впрочем при таком раскладе не только процессоры надо уметь делать у себя… Вон пишут, что мы даже навоз ввозим из-за рубежа, а это уже абзац, скажу я вам.
                                                            0
                                                            А в чем проблема предложить военным ARM, сделанный на современной фабрике?

                                                            TSMC? Вероятность аппаратных закладок на производстве.
                                                            Или вы имеете введу аудированный ARM на гипотетической отечественной фабрике будущего? Тогда проблема в том, что ARM может не продать. Про проблемы с ARM мы видели у Байкала и Ангстрем-Т.

                                                            Зачем при таком раскладе «Эльбрус», разработка которого стоит дороже архитектурной лицензии на ARM?

                                                            Перефразирую вас: Зачем при таком раскладе Миландр ARM, стоимость которого дороже STM32? Зачем Элвис, Байкал и пр. в вашей логике? Вы считаете, что они могут конкурировать на мировом рынке? Окей, пусть конкурируют на рынке, но тогда не надо кляньчить госзаказ. Зачем налогоплательщикам субсидировать такие решения?
                                                              +1
                                                              Вероятность аппаратных закладок на производстве.

                                                              О, расскажите поподробнее, как фабрика может внести аппаратные закладки, не срывая сроки. И будет ли она рисковать своей многомиллиардной репутацией, чтобы это сделать. Если опасность того, что лицензию не продадут или что фабрика откажется сотрудничать, вполне реальна, то аппаратные закладки на зарубежном производстве — это страшилка для дурачков в чистом виде.
                                                                  0
                                                                  О, наконец-то аргументированное мнение вместо рассказов о том, что мы все умрем. Спасибо большое!
                                                                  В источниках к странице Википедии про Trusted Foundry первым пунктом стоит официальная презентация в котором в качестве примера хардварных закладок стоит рассказ немецкой жёлтой газеты о том, как злые хакеры вскрыли комплекс ПВО. Серьезно?
                                                                  Опять же, мой вопрос все ещё в силе: как фабрика может внести хардварных закладку, не срывая сроков производства? Я не вижу на него разумного ответа.
                                                                  В остальном же Trusted Foundry, Trusted IC и Split Fabrication — это вещи с понятной полезностью.
                                                                  Trusted Foundry — это в первую очередь программа контроля качества, чтобы в середине жизненного цикла микросхемы в ней внезапно не сменился чип (что обыденность для коммерческих продуктов), чтобы можно было быть уверенным, что продукт будет производиться нужные военным 15-20 лет и т.д.
                                                                  А вот эта новая конструкция про Trusted IC и Split Fabrication — она тоже против вполне реально существующего промышленного шпионажа. Вскрытие микросхем и копирование гораздо проще, чем внесение закладок, особенно когда отреверсить надо не целый чип, в какой-то один ключевой блок (криптопроцессор например). И разнообразные техники защиты от шпионажа давно существуют — это и несчитывемая eeprom на пробое диэлектрика, и обфускация транзисторов, не читаемая в электронный микроскоп, и, наконец, новейшее веяние — реализация критичных блоков во встраиваемых FPGA.
                                                                  Split Fabrication — это логистических сложное, но хорошее решение для случая, если вы не доверяете фабрике, а не боитесь, что конкуренты вскроют уже готовые чипы.
                                                                  В России, кстиа, есть линия по производству металлизации на 300 мм пластинах — в Крокус-нано. То есть там собственно реализован маршрут split fabrication с зарубнлй фабрикой, но для других целей. Интересно, они пробовали продавать военным эту фичу для защиты от закладок?
                                                            +2
                                                            Но если военным предложить полностью свой микроконтроллер как продукт, то они откажутся от миланлдровского arm.


                                                            Так вы же первый будете против такого продукта, когда вам его выдадут, а компилятор будет адаптированный из конца 80-х. А, да, может, ещё IDE тоже будет из того же периода. С кучей ошибок. :) И решения проблем в инете вы не найдёте — никто, кроме вас, не будет с этим процессором работать. А производитель тоже особенно не утруждал себя написанием читаемых мануалов.
                                                              +1
                                                              В этом и есть пойнт моей статьи. Лицензирование помогает не только сократить расходы, но и сделать конечный продукт гораздо удобнее для потребителя.
                                                              Например, когда из-за санкций прекратились поставки в Россию процессоров LEON (это заточенный под космос SPARC), их потребители не перешли на имеющиеся отечественные аналоги с другой архитектурой, а пробили ОКР на создание копии LEON, потому что все ПО переписывать (и самостоятельно дописывать недостающее) и всех программистов переучивать себе дороже.
                                                                0
                                                                Ещё бы пробили x86 архитектуру с приёмкой 9 (или 5 хотя бы). У нас ПО прибора на спутник под MS-DOS было лет 18, а тот процессор импортный больше не купить (только контрафакт на рынке). И что теперь делать неизвестно. Денег и времени на переписывание и отладку никто не даст.
                                                                  0
                                                                  Так «Эльбрус» совместим с х86. И китайцы совместимые есть. Правда, радстойких для космоса, кажется, нет ни тех, ни других. Но у МЦСТ могут быть данные, они что-то тестируют на этот счёт. Судя по упоминанию MS-DOS, вам может что-то из их старых моделей подойти, или например сделанный в Зеленограде Э2СМ.
                                                                    0
                                                                    По моим данным, сейчас совсем ничего нет с нужной приёмкой (отечественное ещё нужно из перечня МОП). Эльбрус не подходит, так как в нагрузку идёт ещё и форм-фактор PC104 и потребляемая мощность не более 5-8 Вт.
                                                                      +1
                                                                      А, с таким требованиями вам только КОМДИВы и переписывание софта помогут.
                                                    0
                                                    И если мы уже допускаем производство за границей

                                                    то почему бы еще разработку туда не отдать? Почему тогда сразу не брать корпуссированные микросхемы или сразу Абрамс в армию не купить?

                                                    А если не про военных речь, то будьте готовы сделать что-то конкурентноспособное с TI, AD, Intel и всей это бригадой из Клифорнии.
                                                      0
                                                      Ну вот гражданские микроконтроллеры «Миландра», процессоры «Байкала» и «Элвиса» уже можно сравнивать с издклиями западных конкурентов. Само сравнение все ещё не в нашу пользу, но ужаса или смеха его результаты не вызывают. А ещё например, у Intel и Freescale есть подразделения в России.
                                                        +2
                                                        Байкал и прочее не видел, а Миландр штампует говно с кучей специфических ошибок. Например, модуль CAN на всех контроллерах от Миландра с отечественной обвязкой с любым импортным контроллером вообще сравнивать нельзя — импортный работает гораздо стабильнее. Собрали плату на Миландре с МПИ — не работает. Оказывается, этот конкретный миландр с той конкретной отечественной микросхемой МПИ стабильно не работает — у них взаимная вражда. Это что за шутки такие?
                                                          0
                                                          Ну да, говно. Ну да, словили недопустимый косяк. Но если бы не словили именно его, вполне вероятно были бы довольны. А ещё возможно они работают над ошибками и через какое-то время действительно станут конкурентоспособными. Опять же, миландровские МК можно свободно и относительно недорого купить в магазине, это уже большой прогресс относительно других российских производителей.
                                                            0
                                                            А если бы ошибок не было бы вовсе, то, конечно, совсем были бы довольны. Только вот реальность такова, что такого нет.
                                                              +2
                                                              Да я прекрасно понимаю, что реальность отличается от желаний довольно сильно, я же вижу отечественную разработку микросхем изнутри. Но, к сожалению, нельзя все сразу сделать хорошо, приходится набивать шишки и потом огребать их последствия в виде таких вот отзывов. Но российская микроэлектроника сейчас по факту в зачаточном состоянии (особенно хоть как-то коммерческая), и странно ожидать от нее полноценной конкуренции с мировыми грандами. Но если мы хотим, чтобы она в будущем смогла с ними конкурировать хотя бы на внутреннем рынке, то надо ей помогать (или хотя бы не мешать), а не травить разработчиков и производителей.
                                                                +3
                                                                Тем не менее, мне нафиг не интересна конкуренция на каком-либо рынке, мне нужны те самые микросхемы для военных по практически любой цене, лишь бы они были и были нужного качества, а не то, что предлагается сейчас. Потому что мне с ними работать и отказаться я не могу.
                                                        +1
                                                        Что же касается закупок иностранной военной техники, то довольно много стран так и делает, и ничего, все нормально у них.
                                                          0
                                                          Эти страны не являются геополитическими противниками. В лучшем случае член НАТО продаёт технику члену НАТО. Или подобно.
                                                            0
                                                            Возможно, не стоит иметь в качестве геополитических противников страны, от которых ты зависишь экономически и технологически? Особенно в условиях, когда любой хайтек — продукт глобализации? А то ведь реально Верхней Вольтой с ядерным оружием можно оказаться по итогам.
                                                              +1
                                                              Возможно, не стоит прогибаться под кого-то, а то ведь этот кто-то может захотеть, чтобы вас не было (и политически и экономически) и вас не будет. Для этого и развивают своё и на своей элементной базе. Тот факт, что мы кому-то противостоим означает лишь то, что мы не желаем смирится с навязываемыми нам правилами игры. В отличие от остального глобализованного мира. При этом в своё время мы допустили своё частичное включение в этот глобализованный мир, частично разрушив свою экономику, но ровно до того момента, когда оказалось, что тем самым нам пытаются диктовать свою волю. Нам это не понравилось и потому мы будем снижать свою зависимость от этого самого глобализованного мира самыми разными путями. Возможно, собственная свобода стоит этого самого хайтека?
                                                            0
                                                            Можно вас перефразировать: что же касается закупок иностранной компонентной базы, то довольно много стран так и делает, и ничего, все нормально у них.

                                                            Просто поймите, если вы лоббируете отказ от суверенных архитектур, то будьте готовы, что и вас без работы оставят, когда решат покупать готовые микросхемы за бугром.
                                                              0
                                                              и что-то я не знаю отечественных фаблесс-контор, которые успешно что-то продают не для военных/гос.заказов/спец.служб
                                                                0
                                                                Если вы их не знаете, это не значит, что их нет.
                                                                Есть Syntacore например, есть белорусский NTLab, да тот же «Миландр» разрабатывает и продает счетчики электроэнергии на собственных чипах. Плюс есть довольно большой рынок навигаторов, где тоже есть отечественные чипы от fabless-компаний.
                                                                  +2
                                                                  А вот это интересный для меня вопрос по компьютерной истории. Кто в современной России первым разработал микропроцессоры/СнК именно для коммерческих/частных применений? Пока что ответ я для себя нашел довольно неожиданный. Микросхема R100-XP для незабвенных телефонов «Русь», 2003 год.
                                                                    0
                                                                    Послушайте Павлюка на пленарном заседании на Экспоэлектронике про то как никто не хотел покупать их счетчики (есть видос на их сайте). И вы наверное не в курсе, что их счетчики ставят в дома под гос. субсидии! Государство помогает Миландру с их счетчиками, потому что Миландр это более отечественное чем stm32. По тем же причинам государство должно помогать Эльбрусу.

                                                                    Я не исключаю, что в России могут быть русские прибыльные фаблесс. Потому что команда программистов, пишущая на верилоге с точки зрения инфраструктуры не сильно отличается от команды, делающей вконтактик. Но военные должны иметь своё железо. Вы мешаете военных с гражданскими в одну кучу, а это так не работает сейчас. Военные покупают лицензированное ядро только когда нет альтернативы. И это тоже бизнес-модель! Миландр тому доказательство.

                                                                    Syntacore весь сайт на английском. Они не делают решение для военных. Вернемся к истоку:
                                                                    «Нормально ли лицензировать процессорные ядра и IP-блоки в отечественных микросхемах?»

                                                                    1) Нормально, если вы работаете на зарубежные рынки и готовы конкурировать там.
                                                                    2) Нормально, если вы посчитали и поняли, что у военных нет и не будет альтернативы в ближ. время.

                                                                    По первому пункту только такая тема, что эти «псевдоотечественные» микросхемы могут никогда не появится в Отечестве. С TSMC сразу к дистрибьютору на склад.
                                                                      0
                                                                      Syntacore весь сайт на английском. Они не делают решение для военных.
                                                                      Вы так говорите, как будто это что-то плохое.

                                                                      Военные покупают лицензированное ядро только когда нет альтернативы.
                                                                      В истории с импортозамещением SPARC-процессоров LEON у них альтернативы, но они предпочли заказать копию с лицензионным ядром вместо того, чтобы воспользоваться случаем и перейти на полностью отечественные КОМДИВы. Так что неправда ваша.

                                                                      По первому пункту только такая тема, что эти «псевдоотечественные» микросхемы могут никогда не появиться в Отечестве.
                                                                      Главное, чтобы деньги с налогов от них появились в отечестве, а не на виргинских островах. Смысл отечественной микросхемы не в том, чтобы она стояла в танке, а в том, чтобы она развивала отечественную экономику. Кто ее при этом купит — лично мне все равно.
                                                                        0
                                                                        Вы так говорите, как будто это что-то плохое.

                                                                        То есть когда гос.сколково помогает Syntacore это по-вашему норм, а когда гос-во дает деньги эльбрусу это неоправданная трата?

                                                                        Спорим ни о чем!
                                                                          +1
                                                                          То есть когда гос.сколково помогает Syntacore это по-вашему норм, а когда гос-во дает деньги эльбрусу это неоправданная трата?
                                                                          Учитывая, что расходы на то другое различаются на пару порядков (если Syntacore вообще что-то от Сколково получает), а результат уже через пару лет грозит быть одинаковым, то да, многолетнее государственное развитие доморощенного «Эльбруса» по сравнению с участием в международной открытой RISC-V — это неоправданная трата.
                                                                            0
                                                                            Учитывая, что расходы на то другое различаются на пару порядков (если Syntacore вообще что-то от Сколково получает), а результат уже через пару лет грозит быть одинаковым, то да, многолетнее государственное развитие доморощенного «Эльбруса» по сравнению с участием в международной открытой RISC-V — это неоправданная трата.

                                                                            Все относительно. А вложить деньги в госдолг какой-нибудь успешной страны еще выгоднее, верно же? Почему же государство должно тратить деньги на Syntacore?
                                                                              0
                                                                              Почему же государство должно тратить деньги на Syntacore?
                                                                              Оно не должно, и собственно, не тратит.

                                                                              Речь идет ровно о том, что своя архитектура — это в большинстве случаев разработка ради разработки, а не разработка ради результата.
                                                                              А конкретно в случае с RISC-V широко поддерживаемая опенсорсная архитектура, реализованная в России, гораздо удобнее для всех (включая военных), чем доморощенный чемодан без ручки и с ядром Linux десятилетней давности.
                                                                                0
                                                                                Не могу дискутировать про Syntacore, потому что я от вас узнал и никогда про их продукцию не слышал нигде и не знаю о выручке компании, об активах и пр. И в чем они отечественные? Если их команду посадить на пляж в Судане, то это будут суданские микросхемы? Что такое отечественные микросхемы в вашем опросе? Что такое отечественные микросхемы?

                                                                                Но возьмем всем известный Миландр, который лицензирует ядра и вписывается в вашу эльфийскую модель. Миландр скушал не мало денег МИНПРОМТОРГа и получил субсидий чтобы их продукция продавалась. Почему же государство должно тратить деньги на Миландр?
                                                                                  0
                                                                                  Если их команду посадить на пляж в Судане, то это будут суданские микросхемы?
                                                                                  А если права и патенты на архитектуру «Эльбрус» принадлежат компаниям с Британских Виргинских островов, являются ли «Эльбрусы» британскими микросхемами?

                                                                                  Что такое отечественные микросхемы?
                                                                                  Официальная позиция Минпромторга РФ говорит, что отечественная микросхема первого уровня — это микросхема, разработанная и произведенная в России (чужие IP-блоки при этом, кстати не запрещены). А отечественная микросхема второго уровня — это микросхема, разработанная в России и произведенная за границей (запрета на IP-блоки опять же нет).
                                                                                  В моем представлении (очень схожем с определением второго уровня по минпромторгу) важны две вещи: где платятся налоги и кому принадлежат права на результат работы. А вовсе не самостийность и особый отличающийся от всего мира путь.

                                                                                  Почему же государство должно тратить деньги на Миландр?
                                                                                  Потому что Миландр производит нужную государству продукцию, разумеется.

                                                                                  в вашу эльфийскую модель
                                                                                  Нет, это у вас эльфийская модель называть отечественными микросхемы, производящиеся на Тайване и принципиально непригодные для производства в России. Тот же Миландр может производить микросхемы в России, если захочет, а МЦСТ — нет.
                                                                  +1
                                                                  что же касается закупок иностранной компонентной базы, то довольно много стран так и делает
                                                                  Россия например массово закупает иностранную компонентную базу. Более того, когда не стало американской, вместо нее не разработали свою, а стали покупать китайскую. И ничего, все нормально у России)
                                                                  Просто поймите, если вы лоббируете отказ от суверенных архитектур, то будьте готовы, что и вас без работы оставят, когда решат покупать готовые микросхемы за бугром.

                                                                  Больше, чем сейчас закупают, уже не будут — потому что больше некуда закупать. Я просто не понимаю, почему суверенной должна быть именно архитектура? В моем понимании есть разница, где произведено. Есть разница, кем разработан продукт.
                                                                  А разницы, на какой архитектуре он разработан, нет, потому что пользователю наплевать на суверенность «Эльбруса», его количество и качество прикладного софта волнует.
                                                                  И да, раз уж на то пошел разговор, то надо самим разрабатывать так хорошо, чтобы покупать вместо отечественного ARM французский у пользователя не было желания. А если не получится так хорошо работать, то туда и дорога тогда российской микроэлектронике.
                                                                    0
                                                                    И ничего, все нормально у России)


                                                                    Но есть нюанс. Эту базу нужно сертифицировать. А она не всегда проходит эту процедуру — иными словами, нам не продают микросхемы, например, для того же космического применения. Ширпотрёб — пожалуйста. А это уже плохо. Вот и приходится выкручиваться.

                                                                    А если не получится так хорошо работать, то туда и дорога тогда российской микроэлектронике.


                                                                    Так наша микроэлектроника не для обычного потребителя. Она для потребителей вроде военных. Эдакий стратегический ресурс. И только ради этого она и нужна.
                                                                      0
                                                                      Так наша микроэлектроника не для обычного потребителя. Она для потребителей вроде военных. Эдакий стратегический ресурс. И только ради этого она и нужна.
                                                                      Если так убдет продолжаться всегда, то она стагнирует и выродится. Для развития ей жизненно необходимо становиться на мирные рельсы, коммерциализироваться и интегрироваться в глобальный производственный цикл.
                                                                      Собственно тупиковость чисто военного пути становится очевидна в момент, когда фабрик ниже 90 нм в России нет и не будет, а для конкурентных военных продуктов уже сегодня нужны 28 нм (которые могут закрыть в любой момент).
                                                                        0
                                                                        Это совершенно невозможно. И вот почему: ссылка1 и ссылка2.
                                                                          0
                                                                          для конкурентных военных продуктов уже сегодня нужны 28 нм


                                                                          Да вот нифига не нужны на самом деле. Подавляющее количество чипов в мире не требуют таких маленьких норм и выпускаются с гораздо более крупными нормами.
                                                                            +1
                                                                            Подавляющее количество чипов в мире не требуют таких маленьких норм и выпускаются с гораздо более крупными нормами
                                                                            Это я и сам вам могу рассказать с большим удовольствием. Собственно, я уже писал на хабр об этом.

                                                                            Да вот нифига не нужны на самом деле.
                                                                            Но вот этот пункт не становится верным из-за предыдущего утверждения. ВСЕМ микросхемам не нужны низкие проектные нормы, но в некоторых применениях без них никуда (например, очень нужны большие ПЛИС). Более того, как раз эти некоторые применения во многом определяют конкурентоспособность вооружения, потому что распознавание образов, обработка больших массивов информации, инскуственный интеллект и так далее.
                                                                              0
                                                                              например, очень нужны большие ПЛИС


                                                                              Военным? Очень вряд ли.

                                                                              Более того, как раз эти некоторые применения во многом определяют конкурентоспособность вооружения, потому что распознавание образов, обработка больших массивов информации, инскуственный интеллект и так далее.


                                                                              Это не из области нашей оборонки. Это из области фирм, штампующих ваш любимый хайтек («мы сделали робота-убийцу!» или «наш дрон сам распознаёт терриристов») для очень ограниченного применения. Реальные изделия всего этого не требуют (и вам, право, лучше не знать, на чём они сделаны :) ).
                                                                                0
                                                                                Военным? Очень вряд ли.
                                                                                Еще как нужны, на каждой конференции или совещании по ЭКБ кто-то задает вопрос про отечественные ПЛИС.

                                                                                и вам, право, лучше не знать, на чём они сделаны
                                                                                Я, к сожалению, хорошо знаю, из чего)
                                                                                  0
                                                                                  Еще как нужны, на каждой конференции или совещании по ЭКБ кто-то задает вопрос про отечественные ПЛИС.


                                                                                  Ой, знаете сколько вопросов можно задать просто в русле хайтека? Я как минимум двоих знаю, постоянно меняющих элементную базу просто потому, что им хочется попробовать новое (а потом страдают от новых глюков). :) И ещё один эту самую ПЛИС отечественную применил. Нахрена? А просто модно и это типа «гибкость». Эта ПЛИС на плате нафиг не нужна, он просто решил её попробовать. Это подарило нам глюк с переводом процессора в режим программирования (он его через ПЛИС завёл).

                                                                                  Я, к сожалению, хорошо знаю, из чего)


                                                                                  Тогда ещё раз обращаю ваше внимание, что 28 нм там нафиг не нужны.
                                                                                    0
                                                                                    Ой, знаете сколько вопросов можно задать просто в русле хайтека?
                                                                                    Таки нет, там были вопросы в русле «ойойой, нам из-за санкций перекрыли поставки, запасов осталось на полгода, как бы за полгода импортозаместить-то?»

                                                                                    Тогда ещё раз обращаю ваше внимание, что 28 нм там нафиг не нужны.
                                                                                    Удивительным образом всем нужны, а России не нужны? Ну дело ваше конечно, но я просто напомню, что нынешний базовый процессорный комплект для аэрокосмических применений — RAD5500 производится на 45 нм. Видимо, у американцев для него есть задачи, раз 250 нм RAD750 перестал устраивать.
                                                                                      0
                                                                                      как бы за полгода импортозаместить-то?»

                                                                                      А это такие же уникумы, как те, что я описал. :) Применили в своё время от нечего делать, а теперь с ёлки не слезть.

                                                                                      Удивительным образом всем нужны, а России не нужны?

                                                                                      Задачи США, как и методы их решения, мне неведомы. Мне известен ряд моих задач, касательно управления нашими спутниками и баллистическими ракетами. И там ничего сверх не требуется.
                                                                                      Полагаю, это вопрос уровня «почему в 2000-х для инета хватало 650 МГц процессора, а сейчас нужен I5 для той же задачи». Так вот, это примерно как мы и они. Мы так строим системы, чтобы той мощности что у нас есть хватало. А как строят они, я не в курсе.
                                                                                        +1
                                                                                        Возможно Вы удивитесь, но военные мвссово используют видеокамеры для самый разных применений. И вот как раз чипы для камер требуют маленьких техпроцессов, т.к. те же военные хотят цветное видео больших разрешений для обработки которых нужны большие кристаллы (будь то ПЛИС или СБИС).
                                                                                          0
                                                                                          С радарами та же фигня, нужно быстро обрабатывать много данных.
                                                                                            0
                                                                                            С радарами хватает того, что сейчас есть и никакие 28 нм там не нужны.
                                                                                            0
                                                                                            А это тот самый хайтек, который далеко не такой массовый, как кажется. Вы лучше сходите в обычную часть и посмотрите, что у них там есть и используется.
                                                                                              0
                                                                                              армия не заканчивается обычними частями. Да и части разные бывают. в рокетных и танковых войсках как раз и стоит весь этот хайтек. У современного танка может стоять до 8-10 камер для обзора.
                                                                                                0
                                                                                                А зачем в ракетной части цветное видео? Ни разу не встречал. Кстати, на позиции полностью запретили нам любое электронное иностранное оборудование использовать (даже тестер или осциллограф, не говоря уже о компьютере).
                                                                                                Что касается танков, так там всё сделано на имеющейся элементной базе и опять-таки 28 нм не требует. Есть, конечно, ряд компонентов, которые мы сами не производим, а закупаем (посмотрите на «отечественную» ЕС1866, применённую в системе управления войсками), но там такое дело, что даже если у нас 28 нм были бы, выпускать всё это мы всё равно не сможем (например, не будет никогда у нас нормальных винчестеров, а не монстров на 25 МБ по 4 млн. рублей — тут уж всю линию надо закупать, как это сделали с TFT-дисплеями).
                                                                                                  0
                                                                                                  ракетам нужно видео для задач самонаведения. Чаще, правда, это видео с тепловизионных камер, но все же. а в танках наших современных стоят ПЛИС, которые как раз и обрабатывают видео. И ПЛИС как раз уже по техпроцессам 20 нм самые свежие и порядка 30-40 прошлого покаления.
                                                                                                    +1
                                                                                                    Просто из интереса гляньте на размер болометра в тепловизионной матрице. Там нанометрам делать нечего — это существенно меньше длины волны регистрируемого излучения. Что касается камер видимого диапазона, то ракете так же цветное видео FullHD нафиг не сдалось (его там и нет).
                                                                                                    В танках, о которых вы говорите, всё и без 28 нм ПЛИС работает на той базе, которая доступна и сейчас (кстати, как вы думаете, что именно делает с изображением в танке ПЛИС?). Исключение составляют показушные экземпляры, с импортной начинкой.
                                                                                                      +1
                                                                                                      так нанометры нужны не для сенсоров, а для обработки. А ПЛИС делает очень много: от коррекции сырого видео с сенсора, до композиции нескольких видеоканалов в 1 различными алгоритмами. и это не показушные экземпляры, а вполне себе боевые.
                                                                                                        0
                                                                                                        Так для таких простых задач достаточно и тех ПЛИС, что у нас и сейчас есть.
                                                                                                          +1
                                                                                                          обработка видео не самая простая задача.
                                                                                                          тех ПЛИС, что у нас и сейчас есть.
                                                                                                          Если вы о воронежских ПЛИС, то их совершенно недостаточно. Ребята пытались скопировать альтеровские ПЛИС 15летней давности, но сделали хуже
                                                                                                            0
                                                                                                            обработка видео не самая простая задача.


                                                                                                            Что конкретно вы делали с изображением для военной техники на отечественных ПЛИС и у вас не получилось?

                                                                                                            Если вы о воронежских ПЛИС, то их совершенно недостаточно.


                                                                                                            У нас всё скопированное получилось хуже. Однако, работает и применяется.
                                                                                                              +1
                                                                                                              я ничего не делал. я только смотрел спецификации на них. этого было достаточно понять, чтобы увидеть, что ни один текущй проет не влезет в них. В них отсутствуют аппаратные DSP блоки, ячекек максимум 10 тысяч. Частота не пулучить номральная даже ели на каждый чих ставить по регистру. ни один высокоскоростной интерфейс так же не реализуем в них.
                                                                          0
                                                                          Спасибо за Вашу статью, но в одном моменте позиция автора не совсем мне понятна. Давайте отвлечемся от геополитических соображений. Разумно ли некоторой fabless-компании вообще связываться с разработкой собственных архитектур уже по чисто экономическим соображениям? Кстати говоря, хороший ответ на этот вопрос дает лекция тьюринговских лауреатов Хеннесси и Паттерсона.
                                                                            0
                                                                            С моей точки зрения — в общем случае неразумно. Для того, чтобы именно за счет архитектуры получить конкурентное преимущество, надо работать в какой-то очень специфической нише. А если вы не собираетесь получать преимущество именно за счет системы команд, то лицензирование дешевле и удобнее.
                                                                    0

                                                                    Спасибо. Стало намного понятнее. Может быть только немного статистики, по фабрикам, странам проиводителям этих IP дополнила бы картину (в продолжении ?) ;)

                                                                      +1
                                                                      Да там простая статистика 50-60% рынка фабрик — это TSMC (Тайвань), 45-50% рынка IP — это ARM (Англия/Япония). И там, и там топ-8 лидеров держат 90% рынка.
                                                                        0

                                                                        В каких странах их Фабрики? Какие фабрики самые интересные? Чего Интел делает? Как и где? Как делает Эппл…
                                                                        Производители IP какие есть? Что там интересного? Где сидят? Сколько зарабатывают? Что сейчас с Texas Instruments?
                                                                        Просто поясняю, что-было бы интересно от то-го кто в теме лично мне (кто сравнительно далек от железа)

                                                                          0
                                                                          Ага, предлагается сделать обзор рынка, я понял. Это хорошая тема для отдельной статьи, но соберусь написать такое я, боюсь, нескоро.

                                                                          Тезисно:
                                                                          1) Фабрики:
                                                                          image
                                                                          У TSMC заводы не только на Тайване, но и в континентальном Китае, у GloFo — США, Германия и Сингапур, у Samsung учтен только foundry-бизнес. Intel нет, потому что их foundry-бизнес хоть и существует, но очень мал, а здесь речь именно про изготовление для сторонних заказчиков.

                                                                          2) Fabless-производители чипов:
                                                                          image
                                                                          У Apple учтено только производство чипов для своих нужд, а не вся компания. Первая четверка, насколько я сходу помню, клиенты TSMC, Apple — TSMC и Samsung, AMD — GloFo (это, собственно, их бывшие заводы и есть).

                                                                          3) Рынок IP:
                                                                          image
                                                                          Тут все понятно, ARM впереди планеты всей, и надо сделать поправку на то, что после 2016 года Imagination вылетели в трубу, потеряв своего ключевого клиента — Apple.
                                                                          Маленьких производителей IP только на том же Design&Reuse полторы сотни, и сидят они где угодно от Америки и Европы до Индии, Китая и даже России. Но, как я уже и сказал, подробности — это тема для отдельной большой статьи, для которой надо для начала пособирать материал.
                                                                            0
                                                                            Интел только недавно открыл доступ для сторонних разработчиков к своему 14 нм процессу. Так что скоро появятся в списке.
                                                                              0

                                                                              Ок. Спасибо… Как дополнение к статье это-го достаточно что-бы получить некое представление.
                                                                              А так конечно можно углубибтся во это детально, но мне достаточно это-го.
                                                                              П.С. Израиль немного удивил

                                                                                0
                                                                                В Израиле вообще очень сильная микроэлектронная промышленность. Из крупных игроков, кроме TowerJazz, там еще стоит Intel Fab28 и интеловский же исследовательский центр, создавший в числе прочего микроархитектуру Sandy Bridge.
                                                                                  0

                                                                                  Ага про ИЦ и Sandy Bridge слышал а что там их штампуют не ожидал. Молодцы.

                                                                        0
                                                                        Такой вопрос: а кто драйвера пишет? Сам автор блока или какое-то третье лицо? Почему на рынке такое нежелание их открывать, кроме очевидного экономического «и так купят»?
                                                                          +1
                                                                          Кто-то сам пишет, кто-то аутсорсит, кто-то экономит, потому что и так купят. На рынке полно маленьких компаний, и ожидать того, что все они все будут делать хорошо, не приходится.
                                                                          +1
                                                                          Могу поделиться вот такими замечаниями, может, кому будет полезно.

                                                                          TSMC используется ПО Cadence, и для него «родным» является Verilog, причём, очень старой версии. С VHDL они как бы работают, но плохо. Соответстветственно, два замечания:
                                                                          1) Комментарии только английскими буквами! Ихний компилятор не терпит иных букв даже в комментариях.
                                                                          2) Не используйте VHDL, используйте Verilog-95 и не выпендривайтесь! Код, проверенный на современных компиляторах для FPGA, может оказаться слишком современным для TSMC/Cadence. А, учитывая, что TSMS — большая контора, то вам придётся прогибаться под них, а не наоборот.

                                                                          Учёт этих двух замечаний сэкономит вам много времени и нервов.

                                                                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                          Самое читаемое