René Raaijmakers
27 January 2006

Cambridge Consultants brengt IP voor een geheel nieuwe RISC-microprocessor op de markt. De XAP4 is een 16 bit RISC-architectuur met een klein aantal gates, laag energieverbruik en compacte code. Met het oog op ASIC-designs is de kern geoptimaliseerd voor kosten en prestatie. Cambridge Consultants is een van de grootouders van het bedrijvencluster rondom het Britse Cambridge. Een dozijn succesvolle technologiebedrijven waaronder Alphamosaic, Cambridge Silicon Radio, Cyan Technology en Xaar ontsprongen aan de moederschoot van deze consultancyorganisatie.

Cambridge Consultants doet R&D in de markten automotive, defensie en veiligheid, consumenten, draadloos, gezondheid, halfgeleiders, industrie en transport. Het werkt sinds begin jaren negentig aan designs voor microprocessoren en DSP‘s. In 1993 ontwikkelden de Britten de configureerbare DSP APE. Daarna volgde in 1994 de RISC-processorkern XAP1. In 1999 zag de krachtigere 16 bit kern XAP2 het levenslicht. De recente opvolgers XAP3, XAP4 en XAP5 RISC vereenvoudigen het geheugenmanagement voor draadloze op bedrade communicatietoepassingen.

0612710505200
Voorbeeldschema van een ASIC waarin de XAP4-kern van Cambridge Consultants is opgenomen.

Het bedrijf levert de designs samen met zijn xIDE-softwareontwikkel- en designmethodologie (beschikbaar voor Linux/Unix, Mac OS en Windows). xIDE bevat een assembler, een C-compiler en een instructiesetsimulator. Daarnaast is er het xEMU-hardware-emulatorbord, een FPGA-gebaseerd prototypeplatform voor ASIC-ontwikkeling, emulatie en verificatie. Via de gepatenteerde seriële SIF-interface is debuggen en data-acquisitie mogelijk zonder inbreuk te maken op het systeem of de ASIC. Het bedrijf levert naast intellectueel eigendom en gereedschap voor chipontwerpen ook designservices.

In een 0,18 micron CMOS-fabricageproces levert de XAP4 volgens Cambridge tot 63 Mips Dhrystone bij een klokfrequentie van 117 MHz. Het bedrijf zegt dat de resulterende 0,54 Mips per MHz een 50 procent verbetering is in vergelijking met de XAP2, het vorige design van Cambridge Consultants. Deze RISC-kern maakt intussen onderdeel uit van honderden miljoenen chips, zoals automotive-componenten, Bluetooth-IC‘s van Cambridge Silicon Radio (CSR), laagvermogen sensoren voor de industrie en medische toepassingen, en Zigbee-radio‘s.

 advertorial 

Sigasi Extension for Visual Studio Code

Sigasi announces the release of their VS Code Extension with rich support for SystemVerilog, Verilog, and VHDL. Our extension provides features and language support such as code navigation, project management, linting, code formatting, tooltips, outline, autocomplete, hover, and much more!

0612615163900
Bluetooth-chips van Cambridge Silicon Radio.

De XAP4 heeft zowel 16 bit data- als adresbussen en kan programma‘s draaien met een grootte van 64 kbyte. De eerste implementatie van de processor is een tweetraps gepijplijnde Von Neumann-architectuur. Cambridge levert de soft IP-kern in Verilog RTL. Op een ASIC is hij in 12 duizend gates vast te leggen. De Britten leverden de kern al aan klanten.

’Onze laatste kern vult een groot gat in de markt voor ASIC-processoren‘, zegt Alistair Morfey, technologiedirecteur bij Cambridge Consultants. ’Veel ASIC-ontwerpen vragen rekenkracht in combinatie met een laag vermogen en lage kosten. Dit bereik je het beste met een processor met hoge codedichtheid, omdat je dan het programmageheugen in flash of ROM klein kunt uitvoeren.‘ Morfey zegt dat sommige 32 bit kernen dezelfde codecompactheid bezitten, maar dat je voor de bijkomende 32 bit hardware meer geld kwijt bent. ’Voor het RAM-geheugen op je ASIC ben je bovendien tweemaal zoveel kwijt als voor een 16 bit systeem‘, aldus Morfey. ’Ik denk dat er honderden miljoenen producten met ASIC-designs en dure 32 bit processorkernen zijn, waar een geavanceerde 16-bitter net zo goed had volstaan. Een 16 bit databus levert voldoende precisie voor de meeste toepassingen en de 64 kbyte programmagrootte van de XAP4 is geschikt voor een breed toepassingsgebied.‘

Overigens heeft Cambridge Consultants ook een microprocessordesign in de vorm van de 32 bit XAP3 voor veeleisende applicaties. Voor de XAP5 die momenteel in ontwikkeling is, heeft het bedrijf de 16 bit databus uitgebreid naar 24 bit, ter ondersteuning van programma‘s tot 16 Mbyte.

De processorkernen bevatten Cambridge Consultants‘ SIF-debuglogica die volledige controle levert over de processor en toegang geeft tot de debugregisters. Terwijl het systeem draait, heeft de SIF-debugger niet-invasieve toegang voor data-acquisitie naar elk deel van het processorgeheugen.

Cambridge Consultants hanteert een royaltyvrij businessmodel voor zijn processor-IP.