MCU-Support-Baustein Umbrella-Chip – Einer für Alles

NEC Electronics bietet für seine Mikrocontroller der 90-nm-Generation einen Umbrella-Chip an, der die Grundlage zur Chipdesign-Evaluierung, für die eigenen und von Drittanbietern bereitgestellten Entwicklungs-/Debugging-Tools sowie für das Applikationsdesign und die Prototypen des Anwenders bietet.

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congatec GmbH

Renesas Electronics Europe GmbH

Die Ausgangslage für den Umbrella-Chip bildeten vier MCU-Serien (D,S,F und P), für die insgesamt über 100 neue Derivate entwickelt werden sollten. Bisher hatte man jede Serie für sich alleine betrachtet und entsprechend viele Chips für die Tools und die ersten Musterbausteine benötigt. Diesmal sollte es anders gemacht werden. Minimaler Aufwand und maximale Synergieeffekte konnten am wirkungsvollsten mit dem Umbrella-Chip erzielt werden. So entschied man sich bei NEC Electronics für den Schritt mit dem größten Risiko: Einer für Alles.

Der Umbrella-Chip beinhaltet alle Makros, die in ihrer größten Ausbaustufe in den einzelnen Zielbausteinen vorkommen können. Je nach Einsatzgebiet wird der Chip in seiner Funktion über Hardware- und Software-Konfigurationsparameter so eingestellt, dass er viele Funktionsvarianten – entsprechend dem nachzubildenden Zielbaustein – abbilden kann. Herausgekommen ist dabei ein Die mit einer Fläche von 16 mm x 16 mm.

Der Baustein wird im 745-poligen FPBGA-Gehäuse mit einer Grundfläche von 20 mm x 20 mm und 1,5 mm Höhe ausgeliefert. Die Anschlusskugeln haben einen Durchmesser von 0,2 mm und einen Abstand von 0,3 mm. Ohne ein Röntgengerät kommt man dabei bei der Produktionskontrolle nicht mehr aus. Diese Aufgabe übernimmt NEC Electronics, denn der Umbrella-Chip wird nur in verbauter Form angeboten. Das hat den Vorteil, dass dem Hardwareentwickler ein weiterer Stolperstein bei seinen Aufgaben genommen wird (Bild 1).

Auf das Timing kommt es an

Es war schon ein logistisches Kunststück, die Designspezifikationen aller benötigten Makros für vier Serien zum Zeitpunkt X einzufrieren. War dies erledigt, konnte mit der Entwicklung aller Makros begonnen werden. Über entsprechende Simulationswerkzeuge wurden dann die einzelnen Makros auf ihre Fehlerfreiheit geprüft. Erst wurde dies per Simulationssoftware realisiert, später dann mit Unterstützung von FPGAs in realer Hardware.

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