Arm Flexible Access賦能SoC設計人員靈活創新

數位轉型正快速地改變全球各地的經濟，能以人工智慧、物聯網和5G行動網路形式掌握第五波運算力的產業將受益最多，在矽谷、深圳或其他科技中心的企業正擁抱蓬勃發展的市場，然而，絕大多數的科技公司也同時身處史上最具挑戰性的時期。

實際上，半導體產業在此浪潮中需要因應市場轉變，對技術和業務的變化作出更快的反應。從單核晶片到大規模的異構運算解決方案，企業在設計產品時必須以超高速開發與驗證，嚴格控制成本並迅速推向市場，這種商業上的壓力讓開發者面臨典型的創新兩難：如何在維持品質、安全性和明智的同時「周全快速的思考」，基於在技術生態系中的地位，Arm非常關注此點。

因此，在 2019年Arm發布了全新的IP授權模式Arm Flexible Access(AFA)，以一種全新、更快、更簡單與更靈活的方式讓開發者能存取Arm領先產業的晶片技術。Arm Flexible Access推出的初衷是為了協助生態系夥伴：1. 藉由易於取用的廣泛Arm IP組合、工具、模型和支援，使開發者能立即下載、評估、實驗和進行完整的系統單晶片(SoC)設計，提供開發者創新的自由。2. 在產品的試驗階段，需要用一種新的模式來降低成本，只有在下線製造(tape-out)前才需針對最終設計中採用的矽智財支付授權費。

第一集：Arm Flexible Access 簡介

第二集：
．如何使用 Arm Flexible Access
．Arm Flexible Access 適用場景介紹

Arm Flexible Access為晶片開發流程帶來了根本性改變

自Arm Flexible Access推出後，至今全球已有超過百家夥伴加入，Nordic Semiconductor是一家從事低功耗無線通訊的無晶圓廠半導體公司，其IPR總監Trond Sather表示只需透過Arm Flexible Access評估IP，就能自由地選擇需要的產品，使其能提供正確的解決方案。人工智慧新創公司AlphaICs是另一家客戶，AlphaICs的目標是開發下一代 AI運算方案以用於自主邊緣、資料中心及低功耗嵌入式應用，其認為透過支付一筆預付款，就能取用一系列Arm IP以獲得所有需要的晶片技術，而且只有當公司完成最終產品設計進入量產前，才需支付製造授權費，並於出貨時支付權利金，對於其評估適用於車用、閘道器及邊緣運算的人工智慧使用場景上助益極大。

2021年，Raspberry Pi加入了Arm Flexible Access。Raspberry Pi是一個開源程式碼的硬體專案平台，決定自行開發第一個微控制器級的產品Raspberry Pi Pico時，由於設計需求為極低功耗且開發出的電腦需低於5美元，因此雖然決定基於Arm Cortex-M微控制器來構建客製SoC RP2040，但依照產品規格書選出IP後進行驗證並期望是個正確的選擇仍具有風險，因此決定加入Arm Flexible Access以在先期就能針對不同的Cortex-M處理器進行測試，諸如使用哪種指令集架構(ISA)及選擇何種IP等，以平衡價格、功耗和性能。

Raspberry Pi順利開發出基於雙Arm Cortex-M0+的微控制處理器RP2040 SoC，閒置時功耗遠低於毫瓦，可以用相對較小的電池長時間運行，其強大節能也低成本的特性滿足深度嵌入式應用，目前TensorFlow Lite Micro程式庫已經被移植到RP2040，讓使用者能運行機器學習模型進行基於感測器的分析，如語音和圖像識別和基於加速器的手勢識別。

Arm Flexible Access在軟體定義汽車上的案例

軟體定義汽車是近年來的熱門話題，在軟體定義汽車的場景下，車主可能在車內收到先進駕駛輔助系統已載入新功能的通知，協助在快速道路駕駛，或是收到系統通知，提醒車輛系統已經升級可更精準操控等。要做到此點，需要從中央主電腦到多個領域和遍佈車輛的Zonal控制器的硬體方面，串連到人機介面，使人們能與車輛進行交流。除了汽車大廠，軟體公司Cambridge Touch Technologies也希望參與此一過渡，例如借助UltraTouch智慧表面技術讓整個汽車門板都能檢測到觸控和施力，再透過適當的壓力和手勢來排除錯誤的觸摸，未來只要滑動門板上的任何地方就能操作窗戶開關，或是設計當當駕駛人用力抓方向盤時能觸發「高度警惕」狀態，從而在發生打滑或碰撞時能更好地控制車輛。

然而當Cambridge Touch Technologies在研究可用晶片時，發現目前市面上沒有任何能正確地放大壓電薄膜(piezoelectric film)產生的微小信號的晶片，不是價格高達45到100美元，就是無法使其演算法發揮最大的效用，因此需要自行開發晶片。對於在設計晶片上經驗有限的軟體公司來說，開發一顆超低功耗，能將非常小的類比訊號轉換為數位訊號，又能運行現有演算法的混合訊號晶片並不容易，因此決定加入Arm Flexible Access，透過Arm提供的IP、工具與培訓，協助其適當的選用能搭配DSP和演算法的低功耗Cortex-M處理器。

上述橫跨車用、物聯網、人工智慧等各領域的應用僅是部分Arm Flexible Access的成功案例，藉由Arm Flexible Access提供開發者設計彈性及豐富資源，Arm將持續為更多生態系夥伴加速產品創新。