電子發燒友網報道（文/莫婷婷）在摩爾定律的推動下，芯片單位面積上的晶體管數量不斷增加，片上多核異構SoC成為發展趨勢之一。與此同時，汽車芯片、AI芯片等高集成度芯片的高速發展，對片上通信提出新的要求。為了提高芯片的性能，片上網絡技術（NoC）被更多的芯片廠商應用，包括汽車芯片、FPGA芯片也將其考慮在內。

傳智驛芯正是國內優秀的NoC解決方案廠商。為了了解國內芯片企業對NoC技術的需求情況，電子發燒友網有幸采訪到傳智驛芯（Transchip）首席戰略官時昕博士，進一步深入探討NoC技術，以及公司基于NoC技術的IP布局和未來的戰略規劃。


在機遇和挑戰中被追捧的NoC技術

片上互連架構主要分為三種，NoC是其中一種，另外兩種是共享總線（Bus）、Crossbar。在NoC被大范圍關注到之前，不少芯片采用的是傳統的SoC片上通信結構——共享總線方案，但這種方案主要針對的是IP模塊共享一條或多條總線，且難以保障帶寬的擴展性。

如果將IP行業分階段，2020年是一個重要的時間點。傳智驛芯將2020年之后劃為IP2.0時代，從IP 1.0時代到IP 2.0時代，單顆芯片可集成IP數量不斷增多，IP1.0時代單顆芯片集成IP核約為10個，到了2.0時代，這個數量可以達到200個甚至更多。

一個很明顯的挑戰是，高性能芯片內部IP的電路模塊越來越多，從過去的十幾個、二十個、幾十個增加到了現在的幾百個IP的instance。IP數量增加，讓獨占式的共享總線不能更好地實現芯片模塊之間的互連。

摩爾定律開始放緩，但芯片對算力的需求是一直在增加的。例如當下流行的異構計算，解決了芯片算力瓶頸，卻也帶來了設計挑戰。

在摩爾定律不能滿足算力增加的要求時，從芯片架構角度來說，就需要通過多核或者異構方式來設計芯片，這將導致芯片核心數量的增加。異構芯片的數量逐漸增加，NoC將成為必要的片上通信方式。

高性能的SoC設計在性能、功耗等方面面臨著諸多問題。NoC主要是解決了芯片內部不同IP的數據傳輸，或者是不同核心之間數據傳輸，并且能帶來優于Bus和Crossbar的性能。

談及NoC能夠解決高性能芯片在設計時的哪些問題，時昕博士介紹，一是更多的核、更復雜的片上緩存系統設計，NoC可以避免后端布局布線擁塞。二是更容易地滿足芯片時序的要求；三是因為NoC的很多資源是可以共享的，所以對布線資源的要求會比較少，同時也會降低芯片的面積。


以Arteris IP為技術起點，展現NoC解決方案的硬核實力

隨著異構芯片設計的復雜化，NoC的應用越來越廣泛。同時，不少汽車芯片、AI芯片與服務器芯片在想要進一步提升擴展性或者是SoC芯片核心數增加時，都會尋找第三方NoC IP供應商。

目前，業內的第三方NoC IP廠商并不多，國際廠商有Arteris、Signature IP、Truechip，業內客戶群體最龐大的當屬Arteris。很多國內外知名的自動駕駛、人工智能、云計算、IoT與5G通信等領域的廠商均采用了Arteris的IP。國內第三方NoC IP供應商更是少之又少，傳智驛芯恰好出現在行業最需要的時候。

傳智驛芯成立于2020年，是Arteris在中國的合資公司，核心業務包括基于NoC技術開發設計的解決方案、子系統IP開發、芯片設計服務等。在子系統IP開放方面，傳智驛芯打造了TC x NoC、Safety lsland以及Die to Die三大產品矩陣。業務主要面向汽車芯片，GPU/AI芯片，RISC-V芯片，以及FPGA芯片等芯片廠商。



談及進入該市場的契機，時昕博士提到了兩大原因，一是在技術方面，NoC的需求增加將逐漸成為一種趨勢。“從整個技術上來看，包括從過去的幾年實際的項目數量，讓我們相信未來NoC的市場肯定會比現在大很多倍。”他提到。

二是生態方面，要把芯片里面多個來自不同供應商的IP連起來，就需要跟其他IP供應商配合，這樣才能夠在建模、仿真等方面提升適配度。Arteris給傳智驛芯帶來了很好的技術起點，同樣在生態伙伴上，也給傳智驛芯帶來了很大的優勢。

在芯片設計階段，傳智驛芯可以基于FlexNoC、Ncore、CodaCache?等IP來為客戶提供靈活高效的片上網絡解決方案，并同時提供定制及自研IP與EDA工具，甚至芯片設計服務。

傳智驛芯認為子系統級IP將成為未來的主流，憑借公司對未來的判斷趨勢，依托Arteris IP，傳智驛芯可以提供成熟且豐富的產品，并且通過其NoC產品矩陣與解決方案，幫助客戶降低功耗、提升性能、加快SoC開發速度，從而降低開發和生產成本。


以NoC解決方案為“利劍”，發力汽車芯片市場

傳智驛芯在車規芯片設計上有著豐富的經驗，因此汽車芯片的NoC解決方案可以說是公司最具競爭力的方向之一。“汽車SOC芯片設計有著很高的技術門檻，這一方面，我們給客戶提供的支持也能夠很明顯地體現出來”，時昕博士圍繞車規級芯片介紹了公司提供的服務。

在系統級IP上，傳智驛芯提供功能安全島Safety Island子系統。根據介紹，符合IS0-26262功能安全標準的Safety Island是汽車SoC安全架構的關鍵安全IP組件，是對SoC的系統功能安全起到監控和處理的核心子系統。

在設計的流程方面，汽車芯片的驗證等各項指標都比普通芯片高。業內廠商都在努力地完成車規級芯片的高指標，但其中的門檻在于怎么樣在達到高指標的同時，又能控制設計的時間、硅片的面積等多方面的投入，而這正是傳智驛芯十分擅長的。

在車規級芯片的認證方面，需要通過公司管理、產品開發等流程，例如ISO-26262的認證，傳智驛芯有完整的車規芯片方案，包括專門的車規質量團隊，幫助客戶解決“開發車規芯片很難”這類痛點問題。對于汽車芯片廠商來說，盡快通過ISO 26262功能安全認證是一件迫切的事情，能夠在很大程度上推進產品上市。

談及未來的技術發展，時昕博士分享了兩點：一是芯片內部晶體管數量會持續上升，需要通過IP子系統方式去應對更復雜的設計的挑戰。二是通過Chiplet方式做Die-To-Die的互連。“我們在做‘Die’的時候，也會考慮到多Die之間的互連問題。其實我們的產品矩陣里面，也已經做了初步工作，也就是我們Die-To-Die的IP。”

“從我們的角度來說，要看到一個方向：未來多核處理器的規模會更大，同時異構計算、多核的數量以及復雜度都會增加。公司要考慮的就是：我們的片上互連網絡如何能夠進一步的提高效率，針對不同的場景可能要做一些不同的特性出來，例如AI芯片，如何產品的帶寬做得更高；有一些場景更關注延時，在這種情況下，如何在保住帶寬的前提下，能夠把延時做得更低？這都是我們在討論的方向。”