如何來解決晶片工程師的兩大痛點?
看看今天的物聯網和智慧裝置領域,你可能會覺得現在是成為晶片工程師最好的年代。裝置越來越小,將越來越多功能整合到更小的尺寸中。從手機到可穿戴裝置,再到家居、汽車和工作場所的各式智慧感測器,2018年是尖端創新的一年。創新而又體現未來感。
不過這個創新的未來,來的不是那麼容易。你可以問任何一位現代晶片工程師。事實上,根據終端使用者的期望開發出尖端創新裝置的壓力,正在加劇兩個特殊的痛點,而這兩個痛點使得工程師的工作變得越來越艱難。
哪兩個痛點呢?
晶片的靈活性和不斷縮小的裝置尺寸。
晶片缺乏靈活性會給未來埋下問題的隱患
在電子工程界,大家公認的是,建立大而昂貴的設計有著它相應的優勢,就是這樣的設計本身會有很大的靈活性、程式設計能力以及按照個性化需求定製晶片的能力。那反過來,當工程師需要設計較小、較便宜的電子產品時,他們會發現這個設計層面上的各種靈活性和可程式設計性下降到幾乎為零。這類設計面臨的元器件選擇只有:沒有選項、沒有程式設計也沒有靈活性的分立器件。
這迫使工程師在設計的最初就要仔細研究好他們將要使用的具體元器件,一旦定下來之後就不能隨便調換或者更改了,不然可能會嚴重打亂他們的設計工作進度。這樣一來,也就意味著設計過程中沒有了任何程度的靈活性,這也為整個過程增加了一層不必要的困難。它要求工程師展現絕對完美的預見能力,在設計工作開始之前,他們就需要確定採用哪些分立元件,而且這些分立元件必須能完美無暇地實現設計的各項功能。在任何一個元件上選擇錯誤,都可能會在某個階段嚴重顛覆整個專案。
或者,工程師確實可以不犯任何選擇錯誤,但是晶片設計的需求可能在設計中途變了。如果出現了這兩種情況的任何一種,工程師都要面臨突如其來的頭痛問題,要麼糾正錯誤,要麼按照新的晶片需求進行調整。這個過程可能需要幾天到幾個星期,甚至有時需要幾個月,而這最終又會導致連鎖反應,耽誤所有等待這款晶片設計完成的其他環節的工作進度。
越來越小的裝置尺寸正在捆住工程師雙手
消費者不斷要求行動式裝置變得更小更輕便。與此同時,消費者還要求這些更小更輕便的裝置可以實現更長的電池續航能力。對工程師來說,這意味著需要在裝置中騰出更多空間來放置更大的電池,從而實現更長的電池續航能力。
這兩個要求是相互對立的,對工程師來說,這無異於一根兩頭都在燃燒的蠟燭。
即使是智慧手機這樣的應用,雖然裝置在外形上並沒有變小,甚至可能在往更大的外形發展,但它們也照樣希望內部的電路板和元器件變得更小。特別是縮小裝置中的電子元器件,來騰出更多的電路板空間給更多的元器件,或者將現有的元件替換成一個更大的,比如,更大的電池。
儘管裝置可能變得更小了,但是一般來說裝置中的電路板上至少還有一個元件仍然比較大,比如微控制器或系統級晶片(SoC)。這類是核心元件,但尺寸也較大。工程師們不得不照常將它們包含到設計中,因為製造商可能會說這類元件他們能拿到的貨只有這一款。所以,工程師只能圍繞這款SoC或微控制器的尺寸開展設計,而這會限制他們…例如…提高電池巡航能力。如果電路板已經被不少分立器件佔去了空間,就更加劇了這個問題,進一步捆住了工程師的雙手。
更智慧的裝置要配更智慧的晶片設計工程
隨著裝置變得更智慧、更復雜、當然還有更小,這些裝置中採用什麼元器件不應該使晶片工程師的工作變得不必要的艱難。使用者希望裝置用起來直觀,為什麼不能讓設計這些裝置的工程師的工作也變得更直觀呢?
更大的靈活性和更簡潔清爽的電路板空間,不僅可以讓工程師的生活更輕鬆,也會給客戶帶來好處。更靈活的晶片架構意味著客戶和他們的工程師將有更多的餘地來決定需要哪些元件,什麼時候決定需要哪些元件都沒關係。
佔板尺寸更優化的晶片可以實現更好、更小、更高效的設計。優化電路板空間不能去除那些必須保留的大元件,但是可以去掉那些相對不重要但又佔據寶貴電路板空間的分立器件,替換成更有效的元件。如果優化的電路板空間可以安裝更大更強的電池,這對設計公司和終端使用者來說不就是雙贏嗎?
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