Branchens frontløbere sætter alt på én chip

Danske elektronikudviklere er begyndt at designe systemer på en enkelt chip. Om få år kan over halvdelen af elektronikken være 'system-on-a-chip', siger udvikler.

Af Eskil Sørensen, fredag 20. nov 2009 kl. 00:45

Udsigten til væsentlige besparelser er en af grundene til, at 'system-on-a-chip' efter at have været et buzzword i mindst ti år nu er ved at blive en realitet i danske elektronikvirksomheder og udviklingshuse. Endnu har kun et mindre felt af frontløbere kastet sig ud i at udvikle hele systemer på en enkelt chip, men det vil ændre sig de kommende år, spår udviklingsfolk.

»Systemet flytter ind i FPGA'en. Man bygger en virtuel CPU inde i FPGA'en. Flere og flere af de andre enheder, der sidder på printkortene, kan flyttes ind i en FPGA,« siger Morten Zilmer, der er FPGA-ekspert og indehaver af firmaet Bitalyze i Ølstykke.

Han har været med til at udvikle en god håndfuld system-on-a-chip-løsninger. Han mener, at de i mange tilfælde vil give væsentlige omkostningsbesparelser.

Ikke længere så risikabelt

Også FPGA-konsulenthuset Axcon er også begyndt at designe system-on-a-chip-løsninger.

»Indtil for få år siden var der mange, der syntes det var for risikabelt at bygge system-on-a-chip. Men der er klart sket en udvikling. Det bliver ikke mere betragtet som en usædvanlig eller risikabel løsning. Man gør det, hvis det er det rigtige at gøre,« siger direktør i Axcon Rolf Østergaard.

»Jeg mener ikke, at det er urealistisk, at halvdelen af FPGA-løsningerne inden for nogle få år vil være system-on-a-chip-løsninger. Jeg mener, at de danske virksomheder, der laver produkter med lang levetid, meget seriøst skal overveje at lave deres systemer som system-on-a-chip på FPGA'er og dermed undgå specifikke standard-mikroprocessorer,« siger Rolf Østergaard.

I Danmark, hvor styktallene i elektronikproduktion ofte er små, bruges der typisk programmerbare FPGA'er til system-on-a-chip. Der indbygges en processor i FPGA'en, ofte en ARM-processor. I de store elektronikvirksomheder i Fjernøsten, hvor der produceres store styktal, bruges der typisk ASIC, altså processorer, som bliver konstrueret til et specifikt formål.

Udviklingsværktøjer halter

System-on-a-chip-løsninger er på flere måder mere krævende end traditionel elektronik på et printkort.

»Udviklingsværtøjerne til system-on-a-chip halter stadig lidt efter,« siger Henrik Olesen, der er chef for MAN Diesels elektronik- og softwareafdeling i København, som netop har udviklet en motorstyring som System on a Chip.

En anden ting er, at det at udvikle system-on-a-chip-elektronik kræver stor disciplin i hele processen.

»Når man udvikler store FPGA'er med indbyggede soft-processorer, skal man have den samme disciplin, som når man udvikler ASIC's. Det skal være rigtigt pr. design, for det er svært at finde fejlene, når det hele ligger på én chip. Det hjælper ikke med 'cowboy-metoder',« siger Rolf Østergaard.

Han vurderer, at danske elektronikingeniører har gode forudsætninger for at lave system-on-a-chip-løsninger.

»Mange danske ingeniører og elektronikfolk er i stand til at designe de løsninger. Men i nogle virksomheder vil man have brug for opkvalificering,« forudser han.

Fakta: System-on-a-chip
System-on-a-chip refererer til, at man frem for som vanligt at designe et stykke elektronik på en printplade, designer det hele i en chip.

Chippen vil typisk indeholde en mikroprocessorkerne, hukommelse, timere og interfaces til for eksempel USB og ethernet.

Strømforsyning vil ofte ligge uden for chippen. Ligeledes vil større mængder hukommelse ligge uden for chippen.

System-on-a-chip kan bygges i en ASIC-chip (Application-specific Integrated Circuit) eller en FPGA-chip (Field Programmable Gate Array). De er begge chips, som skabes til et specifikt formål.