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作者：：Geoffrey Jame
下文是为对英特尔公司嵌入式与通信产品事业部的两位科技专家的采访记录。Ahmad Zaidi 现任英特尔公司芯片组构总经理，Bruce Fishbein 则担任 Tolapai 芯片工程总监。Ahmad 和 Bruce 一直都在从事与 Tolapai 嵌入式片上系统－这是英特尔面向嵌入式和通信的首款片上系统相关的工作。英特尔® EP80579 集成处理器嵌入式片上系统集成了处理器、南北桥芯片组和数据包/安全/语音加速技术。
Tolapai 由一颗英特尔® 架构（IA）处理器（运行频率为：600、1066 和 1200MHz）、一个 DDR2 内存控制器中枢（MCH）、PCI Express*、标准 IA 电脑外设（ICH）、3 个千兆位以太网 MAC、3 个 TDM 高速串行接口以及用于高性能安全和 IP 通话应用的英特尔® QuickAssist 集成加速器组成。该芯片采用了 1.48 亿个晶体管、1,088-ball FCBGA（针脚间距为 1.092 毫米）封装，且封装核心面积为 37.5 毫米 x 37.5 毫米。
本访问由嵌入式英特尔® 解决方案（EIS）特约编辑 Geoffrey James 主持。
EIS：为何面向嵌入式系统的“三芯”架构至今仍广为使用？ 英特尔：将 CPU、内存子系统和外设子系统分别置入不同的芯片具有许多优势，其中一项重要优势是客户能够混合和搭配不同的功能。与注重通用用途和标准化设计的电脑市场不同，嵌入式产品市场存在对从游戏机、销售点终端机到航空控制器等不同应用的不同需求。此外，由于您可以使用已经开发、测试和批量生产的芯片组，将这三个元件分开可实现与主线电脑芯片的协同。同时，开发新的芯片成本较高，而使用已有的架构可以获得一定的成本优势。
EIS：采用片上系统方法拥有哪三大优势？ 英特尔：第一个最为重要的优势是可以提高电源利用率。当您将全部三项功能集成到一个芯片上时，您将不会因三芯解决方案上芯片之间的互连而损失电量。例如，在英特尔® EP80579 集成处理器上，我们能够预计适用于 IPSEC VPN 设备的非片上系统组合的功耗从 31 瓦下降到了 25 瓦。其次，片上系统的占地面积比多芯片解决方案小。实际上，借助英特尔® EP80579 集成处理器我们利用一个片上系统替换了四个芯片（传统的三个芯片和硬件加速器），将上述 IPSEC VPN 设备在主板上的占地空间缩小了近一半。占地面积对于那些必须采用小巧外形的便携式设备尤其重要。最后一项优势是，采用片上系统能够提高系统的总体质量。鉴于我们生产的英特尔® EP80579 集成处理器具备与其它英特尔芯片一样的容差，因此一个采用英特尔® EP80579 集成处理器的系统相对于三芯系统而言因芯片的问题出现故障的可能性不到其三分之一。
EIS：与生产复杂度较低的芯片相比，生产具有同等质量的片上系统是否存在困难？ 英特尔：在实现同等质量的问题上不存在任何困难，但我们必须更加关注片上系统的内部运行情况。芯片上集成的功能越多，确保其正常运行的难度便越大。因此，我们需要提高价值来改进系统的质量。此外，我们也可以从与英特尔实验室的生产工程师的密切合作中获得巨大的帮助。这些工程师能够帮助我们准确确定保证芯片可靠运行需要的一切。
EIS：英特尔如何处理模拟/混合信号与芯片数字段的不同电源要求？ 英特尔：英特尔® EP80579 集成处理器的确具备支持高压 IC 的一些模拟模块，您一般无法在 CPU 一起的芯片上找到类似的模块。但是，它却不具备专用 ASIC 上可能存在的混合信号电路。因此，在运行混合信号应用时，我们不会遇到跟平常一样多的噪音问题。总之，英特尔的制程技术已经获得了巨大的改进，我们现在可以采用特定的技术实现高压和低压电路共存。当然，我们继续对这些电路进行精心的设计，这样我们能够在不断增加复杂性和功能时避免本来可能遇到的设计问题。
EIS：拥有自主的晶圆厂是否有助于解决设计问题？ 英特尔 当然。鉴于我们的制程技术超过了业内其它厂商，我们赢得了巨大的竞争优势。我们已经在发运采用金属栅极和高 k 金属电介质的 45 纳米产品，此类产品可以显著减少小型设备普遍存在的漏电率问题。是我们抢占片上系统市场的一大优势。由于我们能够更加“亲近”制程技术，我们的设计也会更贴近晶圆厂的要求。
EIS：对于许多嵌入式应用而言，采用 x86 架构是否显得大材小用？ 英特尔：这取决于应用本身。零售（如销售点终端机）、ATM 机、工业用电脑、各种军事/航空用设备、医疗设备、游戏机、打印机、VOIP 等应用全部为计算密集型应用，它们需要一个强大的架构支持。更为重要的是，嵌入式设备市场的总体趋势是通过互联网进行通信——如果架构上已运行大量的互联网支持软件，则操作起来将更简单。我们相信，我们的客户以及他们的客户采用一个架构将获得巨大的优势。毕竟，英特尔在嵌入式产品市场领域拥有 30 多年的英特尔® 架构销售及支持经验。
EIS：英特尔如何提高片上系统设计的有效性和效率？ 英特尔：英特尔的工作人员已在简化片上系统设计方面做了大量的工作。我们已确立专为制程进行预先审核的标准 IP 构建模块；我们已确立标准互连，以便每个团队可以更轻松地重新使用另一个团队的 IP；我们也已经标准化我们的开发方法，便于每个人都能使用同样的 EDA 工具。事实上，我们最近正在研究一个几乎完全来自于新思科技公司的设计流程。许多来自嵌入式产品团队的设计理念都通过这种方式流传开来，以至于整个英特尔公司都在努力效仿中。相对于整个公司乃至整个行业而言，我们的片上系统工作具有切切实实的领导作用。
英特尔公司芯片组构总经理 Ahmad Zaidi
英特尔公司芯片组构总经理 Ahmad Zaidi
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