基于sopc架构的芯片设计与物理实现

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1、Ａｉ糾成Ａ葦ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ八曲论文题圆基于ＳｏＰＣ架构的芯片设计与物理实现学科专业微电子学与關体电子学学号２０１３２１０３０３１８—作者姓名张曾洋指导教师王忆文教授？独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加ｔｕ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其

2、它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同王作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表不谢意。■作者签名；日期：５月多日轉１论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可臥采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名斗：乏日期：Ｚｏｆ年５月引日右■分类号密级注1UDCSoP

3、C（题名和副题名）（作者姓名）指导教师（姓名、职称、单位名称）申请学位级别学科专业提交论文日期2016.5.9论文答辩日期2016.5.12学位授予单位和日期20166答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ChipDesignandPhysicalRealizationBasedonSoPCArchitectureAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAuthor:Zha

4、ngZengyangSupervisor:Prof.WangYiwenSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics摘要摘要随着信息产业的不断发展，各种引领潮流的电子产品层出不穷。在这个SoC几乎融入到社会各个方面的时代，人们已对定制化的SoC提出了更多灵活的需求，希望SoC能在不添加新流片成本的情况下功能可以灵活改动，而在FPGA广泛使用的领域，对FPGA的性能也提出了更高的要求，这使得SoPC在这样的环境下孕育而生，其灵活性和高性能兼备的特质受到了越来越多人的关注。SoPC是在可编程逻辑器件的基础上开发的硬件系统，可通过So

5、C和FPGA的结合而产生，其同时拥有SoC和可编程逻辑器件的优点，SoC为FPGA提供高性能的硬核资源，特别是CPU处理能力，FPGA为SoC提供扩展空间和可重构资源。SoPC出色的性能、可剪裁、可编程的特点使得其应用非常广泛，除了在芯片设计研发的过程中使用外，在通信、仪器仪表等领域都有出色的表现。但目前SoPC的设计方法和核心技术基本由国外公司所掌控，国内优秀的SoPC开发平台寥寥无几。为了设计出性能优秀并具有自主知识产权的SoPC芯片，论文采用SoC结合FPGA的方法设计SoPC。从SoC前端设计开始，利用龙芯软核和AMBA总线构建SoC整体架构，并在总线上挂接SDRAM控制器、GMAC等

6、模块丰富SoC功能，在完成整体仿真的基础上对SoC进行逻辑综合和门级仿真。基于验证成功的SoC门级网表，利用EDA自动布局布线工具完成版图设计，在版图设计过程中，通过合理的宏模块布局使得标准单元有序分布从而达到减少拥塞优化时序的目的，利用时钟树节点位置的控制使芯片时钟树正确生长，并在最终完善版图的可制造性，保证版图符合代工商的生产标准。芯片的综合与版图设计基于SMIC65nm工艺进行。SoC版图与FPGA版图拼接流片，并进行封装，同时设计开发平台电路对芯片进行测试。测试结果表明，本次SoPC的设计满足预期需求。论文基于SoPC架构和国产处理器内核，实现了一种性能优秀，功能多样，并具有完整开发平

7、台的SoPC芯片，为SoPC的设计提供了一种新的解决方案。关键词：SoPC，逻辑综合，版图设计IABSTRACTABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofinformationindustry,avarietyofelectronicproductsemergingtrend.InthiseraofSoCintoalmostallaspectsofsociety,