基于Zynq SoC平台的产品以及实现盈利激增

作者：Mike Santarini
自从赛灵思于2011年年底推出Zynq-7000 All Programmable SoC，很多客户已经购买了此系列产品。现在Zynq SoC是世界范围内许多最新和最具创新性的汽车、医疗和安全视觉产品的核心，以及应用于先进的电机控制系统，使工厂生产过程更加的安全，更加的环保，更加 的高效。Zynq SoC也已经拥有了与下一代有线和无线通信基础设施以及新兴的丰富的物联网应用融合连接的接口。公司通过利用Zynq SoC和硬件/软件的复用部署实现一种平台战略，它们能够很快的创建很多的衍生产品，增加它们产品的多样性。这样的结果就是大大提高设计生产力水平，从根 本上有一个提升。

对于很多人来说，单词“platform”已经变成了一个被过度使用的专业营销术语。但是在电子行业，很多的公司例如苹果、英特尔、卡西欧已经有效 的执行平台商业战略，并且成为盈利的电子领导者。部署平台战略，公司会做一个相对较大的前期投资，用于创造和描述他们设计的电子产品平台的最初版本的各个 模块。然后他们将这些设计模块转换成IP核，伴随着产品的更新换代，这些IP核能够很快很容易的实现复用，扩展应用于衍生产品线和模块，实现用更快的速 度，更少的努力，更少的设计成本和资源就可以完成衍生产品制造。

实现盈利所面临的挑战
研究公司—国际商业战略（IBS）在它的2013年度报告“系统IC产业成功因素”中总结到：随着采用最新的硅工艺技术生产ASIC或者ASSP器件的花 费继续增加，硅工艺技术从28纳米制造节点到20纳米，16纳米和10纳米，生产它们自己芯片的公司需要更加努力来实现传统的最终产品盈利指标：获得10 倍或者更多与它们最初的研发投资。很多公司通过在每个硅工艺节点创建多重衍生产品已经很轻松的实现了10倍研发投资的盈利指标。

衍生产品的设计可能会花费最初设计成本的20%，这意味着如果我们定位于创造一个需要很高研发花费的全新的产品系列，那么衍生产品的设计就可以以更低的成本来实现。

“为了优化收入和利润，对于公司来说在一个技术节点实现多种产品[衍生产品]设计是有利的”，报告中说道。“在一个技术节点仅实现一个或两个产品设计可能会导致非常高的前期投资，提高获得财务回报相关风险。”

“新的设计理念减少了实现一款新产品的花费可能会戏剧性的改变半导体产业的结构。”这篇报告中继续说道。“然而直到一个新的设计方法的出现，随着芯 片或者器件的特征尺寸不断减小，半导体公司需要调整他们的业务模式来满足现实的存在于半导体产业中不断变化的财务指标。”[上面的图表源自国际商业战略公 司（IBS）（2013/2014）]

平台设计：实现可盈利的衍生产品最好的商业策略
越来越多的半导体公司以及电子系统公司正在转向平台商业策略，面对增加的研发成本、日益激烈的竞争和要求更高的客户，公司通过这个方式加快创造衍生产品， 最大化盈利。从长远来看平台战略缩短了产品的研发时间，缩短了产片投向市场的时间，降低了工程单位时间的成本，同时增加了每个衍生产品或者下一代产品的可 盈利性。由IBS的研究表明，开发衍生产品是公司优化收入和利润的一种方式。在同一个技术节点开发多重衍生产品（换句话说，衍生产品的衍生产品）使用平台 的设计方法允许公司进一步优化收入和盈利，因为每个后续的设计产品都能够从前面的设计产品借鉴一些经验教训，重复利用和更加准确的理解客户的要求。

处理技术的选择是平台设计成功的关键
部署平台策略实际上是非常重要的技术决策，公司可以做出两个最大的商业决定：众多的处理系统中哪一个将是你的产品平台的核心？使用哪一级别的硅工艺技术实 现你的处理系统能够最好的提升盈利性？在制定的平台战略中，处理系统必须满足或超过应用软件和系统要求。它必须是可扩展的，并且容易扩展，必须具有一个容 量大的，稳定建立的和可增长的系统环境，必须允许架构师和工程师利用事先完成的设计工作。最后产品必须拥有一个稳定的供货商，有制定好的运送路线图和运送 跟踪记录，必学保证供应链的正常有序运转。有一些选择能够符合其中的一些要求，其中一个能够满足甚至超越所有要求的就是ARM微处理器架构。

ARM已经成为事实上嵌入式处理器结构的标准，当然PC架构除外。当今绝大多数电子产品系统使用先进的嵌入式处理器，从手机到汽车再到医疗设备，采 用的都是ARM处理器内核。要特别指出的是，ARM的Cortex-A9处理器架构是很多片上系统（SOC）的核心。它被应用与ASIC设计中，通常是为 了制造大容量，高附加值的产品，例如发烧级智能手机和平板电脑，以及应用于很多的ASSP设计中，主要是对于公司来说期望进入从低端到中端的市场，这部分 市场通常是价格上的竞争，缺乏产品功能上的对比。

为了增加产品的层次，很多公司使用FPGA和现成的基于ARM处理系统的ASSP配合来制造产品平台。使用这种配置，它们能够在硬件以及软件方面分化它们的产品，制造从低端到高端一系列产品，这种方式是灵活的而且是可升级的
其中之一就是它们能提供仿制的软件程序，帮助它们胜过竞争对手，仅仅使用ASSP实现。将赛灵思的FPGA应用到ASSP中已经帮助大量企业分化了它们在市场中的产品，是产品具有一定的层次。

理想的平台解决方案：ZYNQ SOC
利用Zynq-7000 All Programmable SoC，赛灵思正在实现一个基于ARM Cortex-A9的平台实现方案，这个平台能够满足大部分的嵌入式应用。正如表格2中展示的那样，Zynq SoC作为你哥硅工艺平台能够提供很多超越ASIC、ASSP甚至ASSP+FPGA的性能优点。在同其他实现ARM 处理系统的硬件平台的比较中，Zynq SoC在很多方面嘛拥有最佳的产品特性，包括NRE（一次性工程费用）、灵活性、产品差异性，生产效率/投向市场的时间、低成本的衍生产品和最佳的缓解整 体方案的风险。

注意：这篇博客是基于出现在最新一期的Xcell杂志的封面故事的一篇文章，作者是 Mike Santarini，Xcell杂志是Xcell日报的姊妹版。对于系统设计者和管理者来说这是一篇非常棒的成本效益分析文章，我想确保Xcell日报的 读者也能看到它，点击这里获得最新一期Xcell杂志。可以选择在线阅读或者下载PDF文档。

原文链接：
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