ראש בראש מול TI: מהנדסי פריסקייל בהרצליה פיתחו את מעבד MSC8157

13 דצמבר, 2010

משפחת MSC8157 מיועדת לשמש הלב הפועם של תחנות בסיס סלולריות. מאחורי ההישג ניצבים 150 מהנדסים ישראלים מהרצליה

משפחת MSC8157 כוללת עוצמת מחשוב עצומה המבוססת על 6 מעבדי DSP, מאיץ חומרה בעל 4 מעבדי RISC ומעבד תקשורת הכולל 2 מעבדי RISC. מאחורי ההישג ניצבים 150 מהנדסים ישראלים

אלקטרוניקה הייטק פריסקייל — מנהלי צוות הפיתוח הישראלי: יעקב אפרת (מימין) וסנדי ספר

הידיעה שהתפרסמה בעיתון EETimes לפיה מעבד ה-DSP החדש של פריסקייל, מדגם SC3850, השיג במבחן של BDTI ציונים גבוהים יותר מאלה של המתחרה הקרוב ביותר של טקסס אינסטרמנטס (TI), גרמה לחיוכים של סיפוק במרכז הפיתוח של פריסקייל בהרצליה.

אומנם פריסקייל הבהירה שהמבחן שנערך לשני השבבים לא היה זהה לחלוטין, אולם התחרות העזה בין שתי החברות היא אחת מהעובדות הבולטות ביותר בשוק המעבדים.

מעקף סלולרי

כיום, סבורים מהנדסים בפריסקייל ישראל שהם עוקפים את TI בתחום נוסף, שבבי SoC החדשים לניהול תחנות הבסיס הסלולריות ממשפחת MSC8157. שבבים אלה נועדו לנהל תחנות בסיס מדור 3.5 ודור 4, בתקני 3G-LTE (TDD ו-FDD), WCDMA, HSPA+ LTE ו-WiMAX. למרות שמדובר בשבב גדול הכולל מספר ליבות עיבוד (SC3850) ומרכיבים פנימיים נוספים, בשוק מכנים גם אותו בשם DSP.

גם במקרה הזה TI היא חברת הייחוס של המפתחים: לפני כחודש הכריזה טקסס אינסטרומנטס על שבב נייקוויסט חדש, שהשיג ביצועים טובים יותר מהמעבד MSC8156 של פריסקייל, אלא שבפריסקייל מדגישים שה-8156 יצא לשוק לפני שנתיים, וה-8157 החדש הוא חזק ממנו משמעותית.

פרויקט ישראלי

משפחת MSC8157 מהווה למעשה את משפחת מעבדי ה-DSP החזקה ביותר בתולדותיה של פריסקייל. מאחורי ההישג ניצב צוות של כ-150 מהנדסים ישראלים אשר הגדירו ופיתחו במשך שנתיים את הרכיב שייצא לשוק (דוגמאות) בתחילת 2011.

בראש הצוות הישראלי עומדים יעקב אפרת, מנהל מחלקת DSP Platform אשר הגדירה את הארכיטקטורה ואחראית ליצירת שני ה-IPs המרכזיים: Core DSP ומאיץ MAPLE עבור ה-Base Station, וסנדי ספר מנהל מחלקת DSP SoC אשר היתה האחראית לביצוע ה-SoC והבאת התכנון לייצור, כולל הבדיקות, השילוב ואפילו תמיכה בלקוחות. ביחד עם שתי הקבוצות עבדה על הפרוייקט גם קבוצת מערכות בתחום תחנות הבסיס, אשר סיפקה לקבוצת הארכיטקטורה את כל המידע על פעולת תחנות הבסיס, ההגדרות והבדיקות שצריך לבצע כדי להבטיח את פעולת תחנת הבסיס.

"אנחנו נפגשים עם כל היצרנים המרכזיים של תחנות בסיס כדי ללמוד מהם מה הן הבעיות המרכזיות. ממש עכשיו, למשל, יושבת קבוצת המערכות עם יצרן גדול כדי ללמוד מה הן הבעיות שלו", סיפר סנדי בראיון ל-Techtime. "היתרון של הפיתוח הישראלי נעוץ בשילוב כל היכולות הללו ובידע עמוק מאוד בבניית שבבים ובאופטימיזיצה שלהם. אנחנו לא עוסקים בהוספת כוח עיבוד עיוור בשיטת Brute Force".

ליבת StarCore

מחלקת ה-DSP בישראל אחראית על הגדרת ופיתוח כל הדורות של מעבדי StarCore של פריסקייל. לדברי אפרת, StarCore הוא מעבד ה-DSP החזק ביותר בעולם. "רכיבי MSC8157 כוללים את מעבד ה-StarCore שהוא DSP רב-משימתי שהותקן כבר בשבב תחנות הבסיס הקודם (8156). כאשר הוא יצא לשוק לפני שנתיים הוא ייצג דור חדש לגמרי: מעבד גמיש הכולל מערכת מטמון מתקדמת, פקודות חדשות, שמונה MACs ועוד. כיום אנחנו כבר מפתחים מעבד DSP חדש לחלוטין במשפחת StarCore".

מהו הייחוד של MSC8157. מדוע הוא נחשב למעבד המורכב ביותר שפותח בפריסקייל?

אפרת: "הייחוד המרכזי הוא בארכיטקטורה. בתוך השבב שילבנו 6 ליבות StarCore שכל אחת מהן פועלת בתדר של עד 1.2MHz. לצד מעבדי ה-DSP פועל מעבד התקשורת PowerQUICC הכולל שתי ליבות RISC (גם הוא פותח בישראל) ומנוע האצה (Multi Accelerator Platform Engine) מהדור החדש: MAPLE-B2 הכולל 4 מעבדי RISC המבצעים הקצאת משימות והתאמת פעולת ההאצה.

"לשימוש במאיצים יש יתרונות מובהקים, במיוחד כאשר התקן (Standard) ברור. במקרה כזה פונקציות העיבוד מוגדרות מאוד וניתן לראות יתרון מובהק לעיבוד מהיר באמצעות חומרה על פני עיבוד באמצעות תוכנה. בעצם בנינו יחידת האצה המורכבת מהרבה מאוד יחידות ייעודיות, שכל אחת מהן מבצעת פונקציה שונה בתוך תחנת הבסיס. על-ידי כך הם גם משחררים את העומס על ה-DSP".

מערכת בשבב

שלב מכריע בתכנון היה תהליך האינטגרציה. לדברי סנדי, האינטגרציה כללה חידושים רבים בתחום הארכיטקטורה: "במהלך תכנון השבב ביצענו מידול של מערכת תחנת בסיס מלאה ואיתרנו את כל צווארי הבקבוק בתחנת הבסיס – וסיפקנו להם פתרונות בתוך השבב. המטרה היתה לחסוך ללקוח את הצורך להשתמש ברכיבים היקפיים, כמו רכיבי ASIC ו-FPGA. כך למשל, בלוק הממשק לאנטנה כבר נמצא בתוך השבב".

ההכרזה האחרונה של פריסקייל מרמזת על התלהטות התחרות בשוק תחנות הבסיס הסלולריות, בעקבות הגידול בהיקף ההשקעות בתשתיות הדור הרביעי, והפופולריות הגואה של מכשירי הטלפון החכמים. לדברי שמואל ברקן, מנכ"ל משותף בפריסקייל ישראל ודירקטור שיווק ומכירות במזרח התיכון ואפריקה, "המעבד החדש מבטא גישה חדשנית בהתמודדות עם העלויות ועם הדרישה הגוברת לעוצמת חישוב ולביצועים בשוק התקשורת האלחוטי".