系统芯片SOC设计课件.ppt

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1、第八章系统芯片SOC设计SoC概述SoC是系统级集成，将构成一个系统的软/硬件集成在一个单一的IC芯片里。它一般包含片上总线、MPU核、SDRAM/DRAM、FLASHROM、DSP、A/D、D/A、RTOS内核、网络协议栈、嵌入式实时应用程序等模块，同时，它也具有外部接口，如外部总线接口和I/O端口。通常，SoC中包含的一些模块是经过预先设计的系统宏单元部件（Macrocell）或核（Cores），或者例程（Routines），称为IP模块，这些模块都是可配置的。SoC概述以超深亚微米VDSM（V

2、eryDeepSubMicron）工艺和知识产权IP（IntellectualProperty）核复用（Reuse）技术为支撑。是当今超大规模集成电路的发展趋势，也是21世纪集成电路技术的主流，为集成电路产业提供了前所未有的广阔市场和难得的发展机遇。设计中，设计者面对的不再是电路芯片；而是能实现设计功能的IP模块库。设计不能一切从头开始，要将设计建立在较高的基础之上，利用己有的IP芯核进行设计重用。建立在IP芯核基础上的系统级芯片设计技术，使设计方法从传统的电路级设计转向系统级设计。基本概念系统芯片

3、：将一个系统的多个部分集成在一个芯片上广义：将信息获取、处理、存储、交换甚至执行功能集成狭义：将信息处理、存储、交换等功能集成单芯片蓝牙SoC系统框架图特征：含有实现复杂功能的VLSI使用嵌入式CPU和DSP采用IP核进行设计采用VDSM技术具有从外部对芯片编程的功能SOC三大支撑技术：软硬件协同设计技术IP设计和复用技术超深亚微米设计技术IP:IntellectualPropertyIP:具有知识产权的经过验证、性能优化、可以被复用的功能模块或子系统。IP核，IP模块，系统宏单元，虚拟部件IP复用

4、：对系统中的有些模块直接用现成的IP来实现SOC与集成电路设计的区别采用IP设计方法，提高产能软硬件同时进行设计调试不同系统兼容集成度高，设计验证难VDSM技术的采用使设计从面相逻辑转向面相互联EDA工具还未成熟集成嵌入式软件系统芯片：通过IP核复用来提高设计产能，通过系统集成来涵盖不同的技术，进行混合技术设计，包括嵌入式、高性能或低功耗逻辑、模拟、射频等技术的集成。2.SOC设计过程要求——>系统描述设计高层次算法级模型，验证对系统进行软硬件划分，定义接口进行软硬件协同仿真验证对硬件进一步划分成数

5、个宏单元，并集成验证系统集成，验证测试嵌入式系统的典型设计过程软硬件协同设计：实际上就是一个系统的软件部分、硬件部分协同开发的过程。在整个设计过程中，考虑系统软硬件部分之间的相互作用以及探索它们之间的权衡划分，实际的软硬件协同设计覆盖设计过程中的许多问题，包括系统说明与建模、异构系统的协同仿真、软硬件划分、系统验证、编译、软硬件集成、界面生成、性能与花费评估、优化等，其中软硬件划分是协同设计中最主要的挑战，它直接影响最后产品的性能与价格。3.SOC关键技术和问题软硬件协同设计软硬件划分，协同指标定义

6、，协同分析，协同模拟，协同验证，接口综合在进行软硬件划分时，通常有两个主要的任务：第一，分配（allocation），也就是选择系统部件的过程，包括选择系统部件的类型、确定每种类型的数量；第二，划分（partitioning），在选择的部件上分配系统的功能，也就是把系统的功能进行合理的分块，使每一块映射到相应合理的部件上。这两个设计任务必须满足设计限制集，包括花费、性能、尺寸、功能、向后兼容等。SOC建模语言SystemCSystemC:一种软硬件联合建模语言在1999年11月，以Synopsys、

7、CoWare、FroniterDesign、ARM、CygnusSolution、Ericsson、Fujitsu、Infineon、LucentTechnologies、Sony、STMicroelectronics、TaxasInstruments等为代表的、世界上最主要的EDA工具开发商、IP供应商、半导体厂家、系统和嵌入式软件公司联合宣布成立OSCI（OpenSystemCInitiative），共同合作开发一种C++建模平台，即SystemC，它是一种开放的语言。OSCI仿照Linux形式

8、将SystemC的源代码在Web网上公开供用户免费下载，用户可以用这些源代码和编译器开发自己的模型，并与其他用户共享。认同开放式SystemC的公司还包括Actel、Alcatel、Altera、AmericanAppliedResearch、ARCCores、C0-DesignAutomation、IntegratedSiliconSystems、IntellectrualProperty、MIPSTechnologies、SimulationMagic、Summi