资源描述：
《ip core在soc设计中的复用技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、________________________________________________________________________________www.paper.edu.cnIPcore在SoC设计中的复用技术焦原军罗佳慧(1.电子科技大学微电子与固体电子学院成都610054)m11123@uestc.edu.cn【摘要】介绍IPcore的概念及其在SoC设计中使用，讨论了为提高IPcore的复用能力，简化系统设计和验证而采用的方法。包括IPcore的参数化和互连接口标准，重点介绍OCP协议。关键词SoC（片上系统），IPcore（知识产权核），OCP（开放核协议）
2、1．引言随着微电子半导体技术的发展,深亚微米工艺加工技术允许开发上百万门级的单个芯片，已能够将系统级设计集成到单个芯片中即实现片上系统SoC(systemonchip)。SoC设计随着系统越来越复杂，工程师需要花费大量时间进行信号集成、时序配合等工作，但是为适应市场要求必须尽量缩短开发时间，设计人员得在更短的时间内设计出更复杂的产品，因此设计的趋势是利用预先设计好的硬件或软件块，也就是IPcore（Intellectualpropertycore）。[1]没有可复用的IPcore，SoC几乎是无法实现的，IP核是SoC设计的关键。在使用IPcore设计SoC中存在一些困难，主要就是缺
3、乏开发IP核所使用的IPcore与system的接口标准，许多利用IP的好处会因接口的原因丧失，因为没有统一的接口就必须在集成时花精力使各IPcore间的接口信号相互兼容，这个工作量是十分大的。因此开发和遵循统一的IPcore接口标准对提高IPcore的复用意义重大。本文从接口标准的角度讨论在SoC设计中提高IPcore的复用度，从而简化系统设计和验证的方法。2．IPcore概念IPcore可以是简单的周边设备、高性能微处理器等。IPcore需要具有可读性、可测性以及设计的衍展性和工艺适应性,由专门的IPcore设计公司或用户自己设计的具有知识产权的设计实体。IPcore的本质特征是
4、复用性，可以综合到其他设计中，需要满足通用性，正确性和可移植性。IPcore又分为软核(softcore)、固核(firmcore)及硬核(hardcore)，下面介绍这三种核。2.1软、硬和固核软IP核通常在抽象的、较高层次的功能描述,用硬件描述语言HDL或C语言写成,是对设计的算法级或功能级描述,包括逻辑描述、网表和用于功能仿真的行为模拟以及用于测试的文档,软IP需要综合、进行布局布线等。它的特点是灵活性大、可移植性好,用户能方便地把RTL和门级HDL表达的软IP修改为应用所需要的设计,综合到选定的加工工艺上。但与硬IP相比,可预测性差,设计时间长。硬IP核的电路布局及其与特定工
5、艺相联系的物理版图是固定的,包括全部的晶体管和互连掩膜信息,完成了全部的前端和后端设计并已被投片验证正确,特点是提供可预测的性能和快速的设计,可以被其他设计作为特定的功能模块直接调用，硬IP给用户提供的是封装好的行为模型，用户只能从外部测试硬件的特性，无法得到真正的电路设计。1___________________________________________________________________________________________中国科技论文在线www.paper.edu.cn固IP核在软核基础上开发,是介于硬IP和软IP之间的IP,是一种可综合的、并带时序
6、信息以及布局布线规划的设计,以RTL代码和对应具体工艺网表的混合形式提供。固核可以根据用户的需要进行修改,使他适合于某种可实现的工艺过程。允许用户重新确定关键的性能参数。[2]2.2三种形式核的比较软核与硬核相比具有最大的灵活性，用户能把RTL和门级HDL表达的软核修改为自己所需要的设计，综合到选定的厂商工艺上通过布局布线实现具体电路。硬核的功能最容易测定,具有工艺相关性,灵活性最小，知识产权的保护比较简单，但是使用不灵活。软核的实用性最低,软核的质量以及硬件实现效率较难评估。固核具有一定的工艺独立性,由于在设计中考虑了时序等关键问题,因此能保证设计源码的可综合性和物理实现效率。从完
7、成IP模块设计所花费的代价来看，硬核代价最高；从使用的灵活性来看，软核的可重复使用性能最高。提供固核的厂家很少。2.3IPcore设计的规范电子设计标准包括硬件物理特性和时序，IPcore与系统通信的格式和定义（协议)以及设计所使用的工具。首先要有完善的文档，在选择IPcore时，好的文档是关键，应清晰描述IPcore的基本功能，接口定义，时序以及如何配置和综合。其次要保证验证环境的健壮性，一个IPcore的开发成本和价值很大一部分在于验证，需要有丰富的用
