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Desafíos actuales y futuros para un ecosistema chiplet abierto

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Las necesidades de los diferentes mercados exigen establecer estándares de chiplets adicionales que cubran mucho más que los que se están implementando actualmente para las interfaces.

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Actualmente existen diversas formas de abordar los sistemas de chiplets. Una es tener un sistema cerrado en el que un fabricante desarrolla todos los componentes internamente y también se encarga de la puesta en marcha y la supervisión del montaje. En este escenario, todo está coordinado dentro de esa empresa y no se requieren estándares.

Otra es establecer sistemas de chiplets abiertos. Este enfoque aprovecha un mercado futuro considerablemente más grande, porque respalda el desarrollo de nuevos sistemas que satisfacen las necesidades de múltiples empresas. El enfoque del sistema de chiplet abierto es particularmente útil para empresas como nuevas empresas que buscan centrarse en el desarrollo de uno o varios chiplets que formarán parte de un sistema general. De esta manera, pueden realizar plenamente su idea innovadora sin tener que preocuparse por los demás componentes.

La implementación de estos sistemas de chiplets abiertos depende del establecimiento de estándares relevantes. Los esfuerzos de estandarización actuales se centran en las interfaces que conectan los distintos componentes. UCIe y BoW son los actores más destacados que impulsan la estandarización en este ámbito.

Hoy en día, una variedad de empresas están mostrando una mayor demanda de chiplets en aplicaciones que van desde centros de datos hasta automoción y metrología, centrándose esta última en la integración heterogénea de diferentes tecnologías de circuitos. Sin embargo, los desafíos asociados con los sistemas de chiplets abiertos varían de una aplicación a otra. En el sector del automóvil, uno de los principales retos reside en el proceso de arranque y en la seguridad tanto de los componentes individuales como del sistema en su conjunto. Para las aplicaciones de centros de datos, la atención se centra en garantizar que todo el sistema funcione bien. Y en el campo de los equipos de medición, la prioridad es facilitar la integración heterogénea de tecnologías de circuitos diferentes (y en algunos casos “exóticas”), lo que a su vez requiere la implementación de las interfaces correspondientes.

Superar estos desafíos requerirá establecer estándares adicionales que cubran mucho más que los que se están implementando actualmente para las interfaces. Definitivamente existe una demanda de un estándar que brinde coherencia al proceso de arranque y la activación de los sistemas chiplet. Se han realizado algunos desarrollos, por ejemplo a través de JTAG, en relación con los circuitos individuales, pero estos deben ampliarse significativamente y aún no se pueden aplicar a los chiplets. Además, se necesita un estándar para garantizar la seguridad, tanto para el sistema de chiplets en su conjunto como para sus componentes individuales. Dicha norma debe cubrir varios aspectos, incluidos los requisitos para cadenas de suministro sólidas, el desarrollo de sistemas y la instalación segura y certificada de software de aplicación.

Cuando se trata de sistemas de chiplets abiertos utilizados en centros de datos (y en algunas áreas de la industria automotriz), los requisitos de rendimiento futuros exigen una flexibilidad mucho mayor en términos de suministro de energía. Se necesitan normas principalmente con respecto a los diferentes niveles de voltaje en uso, cada uno de los cuales impone demandas muy divergentes en el suministro de electricidad, que van desde miliamperios hasta varios cientos de amperios. Pero tampoco en este caso se aprecian esfuerzos en el ámbito de la normalización.

Actualmente se vislumbran estándares para probar sistemas de chiplets, pero todavía deberían ampliarse para cumplir con requisitos adicionales. En el futuro, estos estándares deberán cubrir no sólo la prueba en sí, sino también el acceso correspondiente a los procesos de activación y localización de fallos. El acceso al proceso de activación es necesario para todos los sistemas de chiplets porque si un sistema falla en esa etapa, la única forma de descubrir qué salió mal es mediante pruebas destructivas. Además, es fundamental determinar con suficiente precisión la causa del fallo, ya que en ese caso los sistemas ya no estarán disponibles para realizar más pruebas. Los estándares que rigen la localización de fallas son especialmente importantes para las aplicaciones automotrices, ya que cumplirlos es la única manera de obtener aprobaciones de las autoridades de certificación.

Andy Heining

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Andy Heinig es líder de grupo de integración de sistemas avanzados y jefe de departamento de electrónica eficiente en el Instituto Fraunhofer de Circuitos Integrados, División de Ingeniería y Sistemas Adaptativos.

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