报道一:“积极建立伙伴关系” 松下外销家电集成平台
【日经BP社2004年9月3日报道】 “UniPhier(Universal Platform for High-quality Image-Enhancing Revolution)”是由松下电器产业开发的数字家电系统芯片集成平台。松下电器不仅将UniPhier采用于自有产品中,还准备盎酝庀邸保ㄋ上碌缙鞑?专务董事兼半导体公司社长古池进)。何时开始对外销售,没有明确提及。另外,古池社长表示:“将与有合作意向的半导体厂商建立积极的伙伴关系”。
UniPhier的目的是不论什么类型的数字家电,比如电视机、DVD录像机、数码相机和手机等,均可相互使用各自的软件,其核心是最新开发的媒体引擎。这种媒体引擎由“指令并行处理器”、“数据并行处理器”、“硬件引擎”3大要素组成。
为了根据数字家电的功能,灵活地实现多媒体处理,松下电器产业为如下每种用途大体准备了3种引擎:(1)数字电视和DVD录像机等车载及固定式产品;(2)数码相机和摄像机等便携终端;(3)手机。
通过(1)、(2)、(3),执行系统控制等处理的指令并行处理器就实现通用。这种指令并行处理器是专为多媒体处理而设计的,只需编译用C/C++语言描述的算法即可使用。作为松下电器,不管何种用途,指令并行处理器中的执行单元数量固定为3个。“通过对各种软件进行调查证实,采用3个执行单元时,性价比最高”(现场解说员)。
在指令并行处理器的基础上,作为扩展电路规定了负责视频等处理的数据并行处理器,以及旨在加快媒体处理的硬件引擎。数据并行处理器可以变更运算器数量。面向(1)的媒体引擎具备的运算器数量比(2)多。在(3)所说的手机方面,原则性不配备数据并行处理器。
硬件引擎对于(1)、(2)、(3)各不相同,目前准备将各产品部门拥有的设计资源当作硬件引擎来使用。
作为系统芯片的基本结构,就是在媒体引擎中集成CPU内核、内存控制电路、音视频输入输出电路、带安全保护功能的数据流输入输出电路等。
此次针对数码相机和摄像机试产的芯片集成了ARM架构和松下电器产业开发的“AM33”2种CPU内核。在使用该芯片进行的MPEG-4解码等演示中,OS使用的是基于μITRON的系统。设想面向手机的演示则使用了Linux。所有演示均在新开发的媒体引擎中安装了另行开发的实时OS。(记者:大石 基之,枝 洋树)
报道二:松下SoC平台 不同终端播放相同内容
【日经BP社2004年9月3日报道】松下电器产业9月1日在东京举行了数字家电SoC平台“UniPhier”发布会,有众多媒体记者参加。发布会一开始,该公司专务董事古池进解释说:“着眼于2010年的网络数字家电SoC,我们开发了SoC平台--UniPhier。”
这种平台的意义可以说非常大,不过开发之初只是着眼于“不同终端均可播放相同的内容”。即使屏幕分辨率和尺寸不同,但都可以播放同一内容。比如,如果要在手机和大屏幕FPD电视上欣赏同样的节目,在基本相同的平台进行开发自然要比设计两种不同的芯片要合理得多。面向各种终端的SoC虽说都依据一种平台,但不同终端可以根据需要做相应的调整。“目的并不是要一刀切。兼收并蓄的说法更为切合实际。”(松下电器产业 CE架构开发中心主任 藤川悟)
UniPhier还有一个重大的意义。这就是为了提高软件的开发效率,而缩小了硬件(名为UniPhier处理器的DSP内核)的变化。“为了将软件作为一种部件,直接应用于各种不同的终端,必须在一定程度上使硬件保持固定不变”(藤川)。UniPhier处理器大体上可分为3种,即面向车载AV及家用AV终端的处理器,面向个人AV终端的处理器,面向手机的处理器。在硬件方面性能依次越来越高,但耗电量也越来越大。
每种处理器基本上由相同的3大要素,即指令并行处理器、数据并行处理器和硬件引擎(硬连线电路)组成。通过集成基本要素,不仅实现了DSP内核架构的统一,软件组件的再利用性也得到了提高。UniPhier平台所包含的软件组件由面向DSP内核和面向RISC处理器内核(下图中的CPU)的两部分组成。(记者:小岛 郁太朗)
报道三:松下公开数字家电平台UniPhier等
【日经BP社2004年9月7日报道】松下电器产业于2004年9月1日公开了数字家电集成开发平台“UniPhier”,同时使用两种以130nm工艺制造的试制芯片现场演示各种动态图像的处理,以宣示UniPhier的开发进展顺利。
松下电器产业董事、半导体分公司副社长西岛修在2004年9月3日在东京举行的“2004东京国际数字会议”发表的演讲中透露,试制芯片的集成度达到约6600万只晶体管。该试制芯片适用于数码相机及摄像机等对携带性要求较高的设备,在现场演示了MPEG-2(SDTV)、MPEG-4(SDTV)以及H.264(QVGA)等的解码处理。
此次公开的基于UniPhier的试制芯片集成度明显高于松下电器产业在此前实用化的大规模系统LSI。如面向数字高清电视的单片LSI集成了约3500万只晶体管,面向DVD设备的单片LSI集成了约2400万只左右的晶体管,与此次公开的试制芯片相同,上述两种产品也都采用130nm工艺设计。(记者:大石 基之)
报道四:松下着手统一数字家电系统LSI和软件
【日经BP社2004年9月3日报道】松下电器产业日前开发成功了数字家电系统LSI的软件统一技术(平台)。该技术名为“UniPhier”。该公司计划今后基于UniPhier架构开发电视接收机、DVD录像机、数码相机以及手机等各种数字家电可以通用的系统LSI和软件。这样,无论是哪种设备,都可以最大限度地互用电路和软件,因此总开发效率能够提高到此前的5倍以上。基此降低数字家电的开发和投放市场的成本。采用UniPhier开发的设备将于2005年上半年亮相。该公司展示了采用此次发表的平台试制的手机和电视接收机样品,并进行了现场演示。UniPhier主要是在硬件方面采用了基于媒体引擎的可升级架构。
此前,松下电器产业一直是分别开发电视接收机、DVD录像机、数码相机以及手机等各种数字家电上配备的系统LSI和软件。面向数字电视接收机的是图像处理引擎“PEAKS处理器”,面向DVD录像机的是编码解码LSI“DIGA引擎”。例如,电视接收机不管面向的是哪个地区市场,配备的主干LSI都是PEAKS处理器,地区间的不同需求通过中间件来解决。今后则将跨越设备种类的界限、采用统一平台。(记者:大石 基之)
报道五:松下定位FeRAM为数码家电LSI“核心技术”
【日经BP社报道】 “将在系统LSI上混载FeRAM(铁电存储器),并以此作为泛在产品领域的核心技术开展业务。FeRAM已不再是研发阶段的技术。今后将把它定位于系统LSI业务的通用平台,并且将逐渐与EDA环境相配合。首先,将投产面向非接触型IC卡的微控制器,然后再逐步把用途扩大到面向各种数码家电的系统LSI领域。在不久的将来有可能在手机基带中混载LSI。与MRAM等其它存储器相比,由于FeRAM更容易实现深次微米设计,且与CMOS工艺之间的匹配性也更出色,因此决定将其用作核心技术”(松下电器产业半导体公司社长古池进)(图1)。
松下电器产业目前已经掌握了混载0.18μm工艺FeRAM的系统LSI量产技术。将从2003年8月开始供应作为第一种量产产品的非接触型IC卡微控制器样品,2003年12月开始量产供货。最初的量产规模为月产50万个。存储器容量为8KB。0.18μm工艺FeRAM的量产时间将是“全球最早”(松下电器产业)的。据称,富士通这样全球最大的FeRAM供应商也只是在2004年才能开始量产0.18μm工艺FeRAM。
成功防止了电容特性退化
松下电器产业此次之所以能够率先量产0.18μm FeRAM,是因为掌握了确保可靠性的技术。该公司成功地开发出了防止铁电电容器特性退化的技术。具体来说,就是把铁电电容器与系统LSI多层布线工序中产生的氢气完全隔离并加以保护。过去,由于铁电电容器接触到氢气后会发生还原,从而导致降低压印(Imprint)耐受性等可靠性。
与竞争对手相比,松下电器产业的FeRAM的优点在于工作电压较低,只有+1.1V。通过将铁电材料--SBT的膜厚控制在100nm以下,成功实现了低电压运行。与大部分竞争对手采用的铁电材料--PZT相比,“减小了膜厚,SBT的特性很难退化”(松下电器产业)。
其存储器单元面积缩小到了该公司以前使用0.6μm工艺生产产品的1/10。不仅把存在器单元结构改进成了由一个晶体管和一个铁电电容器组成的1T1C型,而且还采用了将铁电电容器配置在晶体管正上面的“堆栈结构”。该公司原有产品的存储器单元是把铁电电容器配置于晶体管旁边的“平板结构”的2T2C型。
松下电器产业此次投产的非接触型IC卡微控制器的特点是写入时间短、可擦写次数高,“可擦写回数保证在108次以上、实际能够达到1012次”(该公司)。与混载EEPROM及闪存EEPROM的现有非接触型IC卡微控制器相比,写入时间减至1/5。
2005年混载FeRAM的芯片年量产规模为1.2亿个
松下电器产业同时还设想了混载FeRAM的系统LSI技术发展蓝图。2005年和2007年将分别使用0.13μm工艺和0.09μm工艺开始进行芯片量产。为了实现低于混载SRAM而与混载DRAM相匹敌的存储器单元面积,计划从0.13μm工艺开始采用立体电容器结构。
2003年6月以前,松下电器产业一直在以月产300万个的规模量产混载FeRAM的芯片,这些芯片均采用0.6μm工艺。加上此次即将量产的0.18μm版和新一代0.13μm版产品在内,松下电器产业计划到2005年以月产1000万个,即年产1.2亿个的规模量产混载FeRAM的系统LSI。(记者:大石 基之)