技術分類： 嵌入式系統
作者：Denice Cabel 與 Stephen Las Marias, EDN Asia
盡管亞洲的高技術開發在不斷發展，業內觀察家們仍然感到該地區只擅長于低成本的設計與開發工作。這種情況主要歸因于亞洲的市場環境，大多數公司主要在開發廉價和快速上市的產品。與此相應，在亞洲開發這類產品的參考設計，與美國或歐洲相比有很大的不同。
亞洲工程師在 IC 設計中對參考設計的用法將他們與西方國家的同行區分開來。Xilinx 亞太區通用產品高級應用工程師 Jack Chen 表示：“亞洲的很多客戶都會將參考設計用作交鑰匙式方案，因為他們有產品上市的時間壓力，并且缺乏設計資源。”
恩智浦半導體公司應用經理 Jerald Tatel 同意這個觀點：“由于這個市場是低技術含量和大批量的市場，因此更青睞于對海量市場的參考設計，它可以廉價和快速地制造，對質量有最少或沒有規格要求。”他還指出，今天，快速的消費產品周期促使供應商不僅爭相領先在市場上推出獨有產品，而且還要努力縮短市場需求的周期。他說：“這種市場情況轉換成對參考設計的需求，就是‘擁有夠用的功能，領先所有其他人’”。
在亞洲，使用參考設計的最大動力主要是上市時間壓力。參考設計提供了工程師需要的基本信息，有助于縮短他們在產品設計上花費的時間。恩智浦半導體公司銷售與營銷應用經理 Lai Chong Yeap 認為：“除了展示主器件的能力和價值以外，參考設計還能使感興趣的客戶更快地將自己的產品推向市場，因為他們可以重用參考設計上已完成的大約 70% 工作。”Yeap 稱亞洲參考設計與其他地區的另一個明顯差異是各個市場使用的外部設備或元器件類型。Yeap 說：“我想與歐洲相比，很容易從亞洲地區的各個硅片或元器件供應商獲得支持；因此，這些型號元器件更有可能用于亞洲的參考設計中。”
工程師們尋找什么
亞洲的設計工程師在參考設計中尋求強健的功能支持。Chen 說：“一個有效的參考設計應適用于實際產品集成，并為克服某個技術挑戰提供關鍵思想。它應有詳細的文檔，一條關鍵路徑的時序分析報告，以及大量 IP 內核，等等。”
Yeap 增加了幾條使參考設計有效的因素，包括易于使用的軟硬件開發、使用正確的外形尺寸和總 BOM（物料清單）成本，以及功能的未來擴展能力。他說：“參考設計應表現出主應用 IC 的所有價值取向，其功能經加工應能滿足市場需求與目標應用定制需求。”
Yeap 解釋說，在參考設計的所有功能中，主應用 IC 是最重要的器件。他稱 80% 的焦點應集中在主應用 IC。他說：“舉例來說，如果主應用 IC 面向便攜音、視頻應用，則我們必須保證參考設計的主應用 IC 包含有音、視頻編解碼和性能支持等特性，有可接受的 PC 文件傳輸速度，以及在音、視頻回放時的功耗性能。參考設計必須能夠表現出主應用 IC 的主要能力，盡量滿足實際產品的要求。”
參考設計還應有靈活性和可擴展性。Tatel說，很難使參考設計對新出現外設作出預測和準備。理想情況下，一個設計應可以擴展，以支持新興應用推動的新功能，并在一個產品中整合更多功能。他說，當這一需求與快速上市需求相結合時，唯一的解決方案似乎就是在參考平臺上提供擴展特性。
Tatel 還提到，他的團隊最近在一種汽車系統上實現的 USB 器件上遇到了一個技術問題。Tatel 說：“問題牽扯到四個方面：頂級供應商、主 SOC（單片系統）供應商、軟件供應商和 NXP。我們的參考設計足夠靈活，可配置為與其他 FPGA 工作，以仿真主 SOC 的行為。這讓我們能找出問題的根源，進行調試，并找出一種解決方案。我們的頂級供應商和主 SOC 供應商也用一種類似的參考設置確認了我們的發現。”
Xilinx公司的Chen在使用一個UART控制器作調試FPGA 接口時，也遇到了一個技術問題。Chen說：“由于可以使用參考設計，幫助我在短時間內實現了目標。”與半導體供應商試圖銷售的 IC 一樣，參考板也必須能使自己區別于采用其他供應商器件可開發的一、兩個應用。“例如，我的團隊在一個視頻 DSP 上開發了一個新穎應用，可以并行處理兩個視頻流，”他說。“我們將一片 FPGA配置為一個視頻多路分配器或分離器，為用戶建立了一種新的‘雙視頻’體驗。”他還相信，參考設計對驗證與測試非常重要。他說：“以前我做過產品開發。在那個職位上，重要的是在設計實現以前，驗證一款器件的性能規格。另外，隨著開發周期的不斷縮短，我們要求設計的功能在第一次就成功實現。即使在實現以后，如果在開發與量產階段之間（甚至超過這個時期）存在某些爭議點，參考設計仍是性能的測量基準。”
參考設計的改進
除了為制造商提供更快的產品上市能力以外，參考設計制造商還要應對為自己參考設計提供擴展概念的挑戰。Tatel說：“如果客戶提出要求稱，‘我們在考慮這一新功能，現在正在研究如何在現有參考設計中實現這個功能’，則我們應在軟、硬件兩方面準備好‘擴展概念’。然后我們就可以為他們的特定要求提供這種定制的解決方案，以一種協作的方式進一步鎖住客戶。”
