晶片的設計大致可分為三個時期,最早為TTL與模擬設計時期,工程師使用鉛筆和紙張來進行電路的設計;第二為數位設計時期,此時已進入SoC與FPGA的設計,注重邏輯閘的彈性,而使用的工具為HDLs與圖形化的設計工具;當前則進入第三時期,為系統級設計時期,此時期強調系統的設計彈性,設計人員則廣泛使用C與C++的語言來規劃晶片電路。而為了符合系統級時代的需求,XMOS半導體推出了其專利的軟體定義晶圓解決方案(Software Defined Silicon;SDS),以協助晶片設計者加快設計時程,同時減低成本。
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XMOS為一家無晶圓半導體供應商,成立於2005年,總部位於英國的布里斯托,目前約有35名員工在英國,且在矽谷、新加坡與阿姆斯特丹有辦公室。其主要的業務為提供可編程晶片、設計軟體與開發硬體套件等解決方案,並以消費性電子為主要的目標市場。
XMOS的SDS解決方案為透過使用一種嵌入式的軟體來定義硬體。此軟體使用C與C++語言,可大幅減低設計的複雜性,讓架構簡單化,且設計的時程也大幅縮減,加上日後的修改與增加設計都可直接透過軟體進行,也大大提升了整合的空間與應用彈性。XMOS執行長暨創辦人James Foster表示,SDS結合了FPGA與ASIC的優勢,不但具備可程式化的優點,同時也適用於高量產的市場,加上全程使用C與C++語言,對於設計者來說非常容易上手。過去的設計者,都需要學習RTL等複雜的語言,而使用XMOS的SDS解決方案則完全無需應用RTL,大大的降低設計的門檻。
XMOS技術核心為一名為「XCore」的精簡、事件驅動(event-driven)、多執行緒、處理時脈為450MHz的處理器,並透過虛擬化技術達成8個執行緒,分享500MIPs的運算能力。此外,XCore也能進行多核心的設計,能輕易的組成四核心或八核心的架構。James Foster表示,XCore中有一個自動啟動的CPU,當事件發生時便會喚醒其他的執行緒,若未有事件發生則不啟動,以節省頻寬。
XCore處理器為透過事件驅動的輸出/入埠與外界聯繫,而執行緒的通訊則透過「XLink」來溝通,XLink為能使執行緒與XCores在硬體層交互作用之通道機制,是介於實體世界及處理器引擎間的橋樑,能為軟體設計者及硬體工程師提供一個穩定而簡易的介面。
James Foster表示,XMOS第一款的SDS解決方案的測試晶片已透過台積電的90奈米G製程生產,其晶片的設計工具與工程樣品將於2008年上半年供應,並預計在2008年的第一~二季進行量產。