芯片行業(yè)制定標準的背后

盡管半導體設計取得了長(cháng)足的進(jìn)步，整個(gè)行業(yè)的工作規模也達到了驚人的程度，但在標準委員會(huì )會(huì )議上，情況卻沒(méi)有多大變化。

一位 91 歲高齡的退休工程師提出的建議，聽(tīng)起來(lái)可能與當今活躍人士提出的建議驚人地相似。當時(shí)的標準是技術(shù)妥協(xié)和企業(yè)政治的混合體，也是對工程細節的激烈爭論的混合體，現在依然如此。

通常情況下，在一個(gè)標準小組中，每個(gè)人唯一達成共識的事情就是標準在不斷增多。

Synopsys 總監兼首席架構師、IEEE 計算機協(xié)會(huì ) 2023 當選主席 Jyotika Athavale 說(shuō)：「我稱(chēng)現在的情況為標準化叢林。新出現的標準太多了，很難跟上并理解它們是如何連接在一起的整個(gè)思維導圖」。

每個(gè)人都同意應該馴服巨大的叢林，盡管這與其說(shuō)是路線(xiàn)圖，不如說(shuō)是夢(mèng)想。談到她的專(zhuān)業(yè)，Athavale 說(shuō)，目前似乎沒(méi)有努力鞏固安全標準。但是，IEEE CS 功能安全標準委員會(huì )確實(shí)發(fā)布了功能安全社區內各種標準的思維導圖。

「大多數成功的標準組織最終都會(huì )進(jìn)入精簡(jiǎn)/整合階段，主要是圍繞提議的擴展，」Synopsys 的杰出架構師 Rob Aitken 說(shuō)?！负苌贂?huì )出現標準完全重疊的 VHS / Beta 案例。相反，你會(huì )得到類(lèi)似于 Gen-Z / CCIX / CXL 的情況，其中標準涵蓋了相似但不相同的空間，CXL 最終吸收了 Gen-Z，而 CCIX 逐漸消失或者 IEEE 1809-2009 有效地合并 Verilog 和 SystemVerilog 的方式。一般來(lái)說(shuō)，當有足夠的壓力時(shí)，標準就會(huì )鞏固，通常來(lái)自用戶(hù)，但有時(shí)來(lái)自供應商，以迫使他們采取行動(dòng)?！?/span>

退休工程師蓋伊-凱利（Guy Kelly）在 20 世紀 80 年代中期幫助制定了 IEEE FORTH 語(yǔ)言標準，并參與了 20 世紀 90 年代初的 ISO/IEC FDIS 14443-2 非接觸式智能卡標準會(huì )議，但會(huì )議的結果卻不盡如人意。盡管事情發(fā)生在近 35 年前，但 Kelly 的經(jīng)歷聽(tīng)起來(lái)卻如此熟悉，仿佛就發(fā)生在昨天。

「你在那里為現有技術(shù)設定標準，」凱利說(shuō)?！肝覀兊募夹g(shù)是現有的，但與其他人的技術(shù)不兼容。我們進(jìn)入它時(shí)想，'我們有這種優(yōu)秀的技術(shù)可以做出貢獻'，但其他參與者的系統無(wú)法勝任。當你向非接觸式設備（如智能卡）來(lái)回發(fā)送數據時(shí)，你必須擔心的一件事是，你把它放在電磁場(chǎng)中，它就會(huì )從電磁場(chǎng)中啟動(dòng)，然后開(kāi)始通過(guò)電磁場(chǎng)進(jìn)行通信。如果這個(gè)過(guò)程超過(guò)幾毫秒，你就會(huì )過(guò)早地把它拔出來(lái)，這就是所謂的 "撕裂"，因為你已經(jīng)撕裂了通信。大多數人不得不在自己的終端編寫(xiě)軟件來(lái)處理撕裂的事務(wù)，試圖讓你重復它。我們做了一些有趣的緩沖，我們有更高的通信速率，因此卡本身可以注意到它撕裂了，并根據緩沖存儲取消或修復交易?！?/span>

盡管有這樣的創(chuàng )新，而且他還是委員會(huì )主席的技術(shù)支持，而委員會(huì )主席恰好也是他在公司的老板，但他們的設計并沒(méi)有堅持下去。雖然從公司的角度來(lái)看，這可能令人沮喪，但這正是應該發(fā)生的事情。

"工作人員必須保持中立立場(chǎng)，"Athavale 說(shuō)。"即使你代表的是一家公司，你也必須保持中立，在擔任工作人員時(shí)只是一個(gè)技術(shù)人員"。

凱利和他的老板不得不坐視他們更新、更有效的解決方案被現任者投票否決。"來(lái)自競爭對手的驅動(dòng)因素之一是，我們擁有大部分市場(chǎng)，所以這將是我們，」凱利回憶道?！改阒谱髁藬凳f(wàn)張卡片。我們已經(jīng)制作了數百萬(wàn)張卡片。

雖然這似乎是一個(gè)大人物大展拳腳的明顯案例，但也說(shuō)明了采用標準背后的一些人類(lèi)心理。一些消息來(lái)源警告說(shuō)，第一次參加的人，特別是如果他們剛從學(xué)術(shù)環(huán)境中走出來(lái)，不應該天真地認為是什么推動(dòng)了標準辯論。在預算緊張、期限更緊的企業(yè)生活中，人的因素往往壓倒工程方面的考慮，勝出的往往是需要參與者做最少額外工作的解決方案?！溉绻瘑T會(huì )選擇你剛剛做的事情，上市時(shí)間就會(huì )減少，」一位資深人士說(shuō)。

凱利和他的雇主在會(huì )議上敗下陣來(lái)，決定采取自己的變通辦法。"兩大巨頭各取所需，因此最終的標準有兩部分，一部分是 A，另一部分是 B。我們希望在其中加入 C。但沒(méi)有人真正感興趣，因為他們被先前的設計所束縛。大多數人都制造了所謂的'雙讀取器'來(lái)處理 A 和 B 部分，而我們制造了所謂的'三讀取器'來(lái)處理 A、B 和 C 部分。"

時(shí)至今日，這家名為 Cubic 的公司仍在制造最先進(jìn)的智能卡。而且，標準決定仍然可以產(chǎn)生 "增強的"替代設計。

「這是一個(gè)典型的手法，」艾特肯在聽(tīng)到這個(gè)故事后說(shuō)?！赣幸环N標準限制了你的技術(shù)，這確實(shí)令人沮喪。這實(shí)際上成了一種市場(chǎng)游戲。如果市場(chǎng)對你正在做的事情感興趣，那么它就會(huì )說(shuō)：『我們會(huì )買(mǎi)這個(gè)東西』，因為它能做到標準所能做到的，甚至更多?！?/span>

當然，情況并非總是如此?！甘袌?chǎng)可能會(huì )說(shuō)，'我們只是真的希望事情正常運轉，所以請不要改變任何東西，'」他指出?！改悄憔偷没氐焦俜綐藴柿??！?/span>

盡管如此，商定標準然后超越標準的策略至今仍在使用。事實(shí)上，這也是標準工作的基本方法。

Cadence 公司負責戰略聯(lián)盟的高級產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)集團總監 Aparna Dey 說(shuō)：「只要標準定義的抽象程度允許人們根據該標準區分自己的解決方案，就沒(méi)有問(wèn)題。這就是我們合作開(kāi)發(fā)標準基礎架構的方式，例如，標準 API 和數據模型允許人們在此基礎上進(jìn)行差異化、互操作和構建。如果有人提出了一個(gè)具體的實(shí)現方案，委員會(huì )可以詢(xún)問(wèn)他們我們是否可以進(jìn)入一個(gè)更高的抽象級別，這樣人們就可以進(jìn)行自己的區分，或將其作為參考實(shí)現方案進(jìn)行貢獻?！估?，Cadence 公司為 Si2 OpenAccess API 標準和集成電路設計參考實(shí)施數據庫做出了貢獻，并將繼續做出貢獻。數據庫的參考實(shí)現并不是標準；API 才是標準，但參考實(shí)現由于其穩定性，在業(yè)界得到了廣泛的認可，可以讓公司專(zhuān)注于自己的應用，而不是已經(jīng)提供的底層基礎設施。"

保密協(xié)議和反壟斷

第一次參加標準會(huì )議的工程師可能會(huì )覺(jué)得自己進(jìn)入了另一個(gè)世界。Arteris 公司研究員兼工程總監里奇-韋伯（Rich Weber）說(shuō)：「這與你的正常工作不同。這更像是政治?！笽P-XACT 委員會(huì )實(shí)際上是在愛(ài)爾蘭都柏林的同一個(gè)房間里開(kāi)會(huì )的，愛(ài)爾蘭人就是在那里制定憲法的。所以這真的就像國際政治。

事實(shí)上，在創(chuàng )建統一的 UVM、OVM 和 VMM 標準的歷史性討論期間，所有主要的 EDA 參與方都參與其中，事情發(fā)展到了必須秘密投票的地步，因為人們擔心如果投錯票，他們的職業(yè)生涯就會(huì )毀于一旦。

Arteris 解決方案與業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)副總裁 Frank Schirrmeister 說(shuō)，標準委員會(huì )的成員應該是 "AlteHasen"，這個(gè)德語(yǔ)詞的字面意思是 "老兔子"。因為兔子是被獵殺的食物，其深層含義是那些聰明和精明的人能夠生存下來(lái)，換句話(huà)說(shuō)，就是行業(yè)資深人士。"他們的經(jīng)驗和白發(fā)可以證明這一點(diǎn)。他們很早就能通過(guò)觀(guān)察事物告訴你，你是否可能在某個(gè)地方陷入僵局。"

行業(yè)資深人士既了解工程技術(shù)，也了解法律準則，這是初級工作人員在參加標準會(huì )議之前需要學(xué)習的準則。兩個(gè)主要的法律陷阱是：第一，在標準設置中共享專(zhuān)有信息是一個(gè)顯而易見(jiàn)的挑戰；第二，有可能觸犯反壟斷法。

"架構師已經(jīng)知道哪些是專(zhuān)有的，哪些不是專(zhuān)有的，但我們要確保他們知道這些規則，以及我們準備為社區貢獻什么，"Cadence 的 Dey 說(shuō)。"標準委員會(huì )的成員通常都是高級工程師，因為他們擁有貢獻和制定規范的專(zhuān)業(yè)知識，尤其是在試圖解決復雜問(wèn)題時(shí)。

正如 Synopsys 的 Athavale 所解釋的那樣，IEEE-標準協(xié)會(huì )要求在每次會(huì )議開(kāi)始時(shí)征集專(zhuān)利。"任何人都可以發(fā)言并響應這一號召，也可以離線(xiàn)通知主席。我們鼓勵盡早確認專(zhuān)利披露。版權方面也是如此。如果你在標準制定會(huì )議上分享內容，那么 SDO 將自動(dòng)獲得該信息的許可。因此，您必須小心謹慎，不要透露任何您公司的機密信息，因為如果您上傳了某些內容或介紹了某些內容，那么您就向 IEEE-SA 或 ISO 或您所在的任何委員會(huì )提供了將這些內容用作其機密信息的許可。每次會(huì )議開(kāi)始時(shí)都會(huì )宣讀這些專(zhuān)利和版權規則"。

此外，為了使每個(gè)人都能遵守政策和程序，每個(gè)工作組都包括一名來(lái)自贊助方 SDO 的工作人員。

至于可能觸犯反壟斷法的第二個(gè)問(wèn)題，不幸的是，標準會(huì )議可能非常接近價(jià)格壟斷的法律定義，這就是為什么與會(huì )者永遠不能直截了當地說(shuō)："如果我們采用你的想法，設備就會(huì )更貴"。

阿薩瓦萊說(shuō)：「我們只專(zhuān)注于技術(shù)話(huà)題，不談?wù)摦a(chǎn)品、定價(jià)、市場(chǎng)、銷(xiāo)售或任何其他方面的問(wèn)題?！?/span>

然而，有一個(gè)與市場(chǎng)相關(guān)的方面吸引著(zhù)許多公司參與其中。參與的不僅是供應商及其競爭對手，還有他們自己的客戶(hù)。

"客戶(hù)在這些機構中分享有關(guān)他們的要求以及他們希望在標準中看到的內容的信息，"Dey 說(shuō)?！高@有助于我們找出我們需要在產(chǎn)品中做些什么才能符合標準?！?/span>

然而，標準會(huì )議的核心存在一個(gè)根本矛盾。韋伯說(shuō)："通常情況下，讓相互競爭的公司攜手合作并不是我們的目標。"

業(yè)內人士指出，每次面對面的標準會(huì )議基本上都是兩個(gè)會(huì )議。一次在酒店會(huì )議室舉行，并記錄在案。另一次在酒店酒吧舉行，不作記錄。后者往往更有成效，因為在這里不僅可以進(jìn)行最多的投票游說(shuō)，而且人們可以坦率地說(shuō)出他們反對的真正原因。換句話(huà)說(shuō)，了解人們的需求與了解技術(shù)問(wèn)題同樣重要。歸根結底，每次標準會(huì )議都有兩個(gè)需要解決的問(wèn)題，一個(gè)是在會(huì )議室討論的技術(shù)問(wèn)題，另一個(gè)是在酒吧討論的人文問(wèn)題。

艾特肯說(shuō)，「你希望平衡兼顧工程學(xué)，因為只有這樣才能制定出好的標準，但現實(shí)情況是，政治方面也很重要?！拱乜险f(shuō)，"如果它要獨立成功，而不僅僅是一份人人都認為很好卻無(wú)人遵守的原始文件，那么它就必須被人類(lèi)所采納。他們將受到人類(lèi)所有動(dòng)機的驅使。很多時(shí)候，工程師們稱(chēng)之為政治，其實(shí)就是人與人之間的關(guān)系"。

來(lái)自?xún)刃械慕ㄗh

Athavale 歡迎并鼓勵參與，尤其是不同群體的參與。她和其他許多人建議，在加入工作組之前，先從觀(guān)察員做起，或者先參加一個(gè)較小的研究小組。IEEE 標準協(xié)會(huì )在線(xiàn)提供免費培訓課程，內容涵蓋標準制定的整個(gè)生命周期，還為指定代表提供了一本涵蓋政策和程序的手冊。

盡管如此，人與人之間的關(guān)系仍然需要改善。

西門(mén)子 EDA 功能安全與自主解決方案經(jīng)理 Jake Wiltgen 說(shuō)："如果你想提出一個(gè)論點(diǎn)，那么為該論點(diǎn)提供必要的輔助材料是非常重要的。這有助于闡明觀(guān)點(diǎn)，"西門(mén)子 EDA 功能安全和自主解決方案經(jīng)理 Jake Wiltgen 說(shuō)?！溉藗兪遣煌?lèi)型的學(xué)習者。例如，我是一個(gè)視覺(jué)學(xué)習者。我喜歡看框圖和輔助數據。很多人都喜歡這樣?！?/span>

Wiltgen 還建議盡可能多地積累技術(shù)演講經(jīng)驗，其中一些經(jīng)驗可能來(lái)自學(xué)術(shù)經(jīng)驗以及行業(yè)經(jīng)驗。"這些人都是技術(shù)性很強的人，他們經(jīng)常會(huì )提出挑戰。這是件好事，但你需要做好準備，以便在出現這些問(wèn)題時(shí)回答。"

艾特肯補充說(shuō)，反之亦然。標準委員會(huì )的參與者不應該害怕挑戰，即使是那些他們的前輩。"在某些文化中，這是一個(gè)很大的錯誤。你不能告訴比你年長(cháng)的人他們錯了。但你還是應該說(shuō)，'嘿，不，事情是這樣的'，"他建議道。重要的是要有合適的措辭，避免破壞關(guān)系，所以你可能不會(huì )使用那些原話(huà)，但信息仍然需要傳達。

Athavale 還鼓勵每個(gè)人都要充滿(mǎn)自信，尤其是女性和其他可能感到代表人數不足的人。"我希望看到更多女性參與標準和標準化工作。比多樣性更重要的是包容。人們需要有被包容的感覺(jué)。人們需要感覺(jué)到他們應該能夠暢所欲言，他們應該能夠參與其中。他們應該有發(fā)言權，"她說(shuō)。"對于來(lái)自英語(yǔ)不是母語(yǔ)的國家的參賽者來(lái)說(shuō)，這有點(diǎn)困難。但在我看來(lái)，人們都非常鼓勵、支持和理解他們，并愿意幫助他們建立自信，讓他們敢于發(fā)言"。

凱莉是 "阿爾特哈森 "中最 " Alte "的人，她最后說(shuō)了這樣幾句鼓勵的話(huà)：「最好的建議是認真傾聽(tīng)，友好相處，不要詆毀任何人或他們的技術(shù)。要準備好為你的技術(shù)辯護，說(shuō)明它的好處，以及他們?yōu)槭裁匆阉{入標準?！?/span>