芯片ip设计是什么意思-IP标准化和SoC设计.pdf 第52页

IP标准化与SoC设计 单位：上海大学 主讲人：张金一 时间：2006.07.181 内容安排 1. IP与SoC的关系 2. IP设计的标准化 3. SoC设计2 1. IP与SoC的关系*IC设计方法演进*SoC概述 3 IC设计方法的演变 1. 20世纪70年代芯片ip设计是什么意思，IC设计基于器件级——人工，在数据处理和图形编辑方面采用计算机辅助设计。 – 设计和工艺密不可分。 2、20世纪80年代，出现了基于单元库的IC设计——EDA出现，PCB设计方法的引入形成了库的概念、工艺仿真参数和时序仿真概念。 – 涉及与过程分离的设计环境。 以设计1000万门/1GHz工作速度的芯片为例：按照每个IC设计工程师100门/天的设计能力，大约需要400人/年来设计这款芯片才能满足芯片的需求功能和时序要求工作量。 4 IC 设计方法的演变（续） 3. 20 世纪 90 年代，IC 是基于 IP 进行设计——设计进入功能层面的抽象阶段，即之前经过验证并具有一定功能的设计资源（IP知识产权）可以使用。 – IP已成为市场化商品，全球有1000多家公司提供IP模块。 4、21世纪的前20年，IC是基于IP模块及其应用平台进行设计的——基于IP完成了数以亿计的集成电路。

– 基于设计平台形成SoC设计思路。 > 可针对市场衍生出一系列不同功能的IC产品（基于不同IP化的系统级应用） > 同系列产品升级更方便（基于软硬件结构）协同设计) > 兼容IP行业、EDA行业和芯片制造、封装测试的关系越来越密切。 5SoC概述 1.SoC的概念是在单个硅芯片上实现系统的信号采集、转换、存储、处理和输入/输出（I/O）功能。 2. SoC基本特征——嵌入式CPU核和DSP等其他核心IP，包括丰富的输入/输出接口和一定容量的存储器。 – 包括完整的操作系统和用户软件，具有强大的数据、图像传输和处理能力，可靠性高。 – 6 使用软硬件协同设计方法的SoC概述（续） 3. SoC设计对IP的挑战 – SoC需求和市场的快速扩张大大提高了IP的利用率。 > 2003年，50%的SoC主要由IP构建> 2005年芯片ip设计是什么意思，80%的SoC主要由IP构建 – 不断提高的设计密度/功能与极短的上市时间要求之间的矛盾日益突出，并且在2005年，80%的SoC主要由IP构建同时，IP的易用性、兼容性和通用性也提出了更高的要求。 * IP设计的标准化和标准化 * 提高IP的可用性 7 2. IP设计的标准化 * 什么是IP？ * 何时以及为何使用硬核？ *软IP输出文件规范格式*硬IP输出文件规范格式*IP模型*IP设计流程*Synopsys的IP设计和建模流程*全球IP市场*IP设计标准化*IP标准化体系框架*IP交易 8 什么是IP ？ 1. IP-知识产权-虚拟元件 2. IP按单元尺寸分类-单元库（Cell）：标准门级电路-宏模块库（Micro Cell）：具有一定逻辑运算处理功能的功能级电路吉祥物，例如作为反- Mega Cell：具有一定系统级功能的电路 – Chip Cell：具有普遍应用价值和标准规范的通用功能级电路 9 什么是IP？ （续） 3. IP按形式分类 – Soft IP：可以用可综合的 HDL 描述的 RTL 级代码 > 使用灵活性强，但可预测性较差 – Firm IP：与技术相关的门级网络 Table Netlist > 灵活性适中使用的灵活性，中等可预测性 – 硬核 IP：以掩码模式提供 IP，GDSII> 使用灵活性较差，但可预测性良好 10 何时以及为何使用硬核？ 1、项目布局设计工期相对有限； 2、项目需要部分全定制设计； 3、有些硬核蕴藏着巨大的技术和商业价值ip形象，而其供应商不希望芯片设计或输入相应的RTL级代码； 4、部分硬核供应商不希望相应IP被修改； 5.一些模拟IP。

11Soft IP 输出文件规范格式 1. 产品文件 – IP 及其子模块的可综合 Verilog/VHDL 代码 – 应用笔记，包括实例化 IP 的 Verilog/VHDL 设计示例 – 综合脚本和时序约束 – 用于扫描插入和扫描的脚本ATPG- 参考库- 安装脚本 2. 验证文件- 测试台中使用的总线功能模型/监视器（可选）- 测试台文件，包括代表性验证测试12软IP 输出文件规范格式（续） 3. 文档文件- 用户指南/功能规范确认- 数据表 4. 系统集成文件 – 其他系统组件的总线功能模型 – 适用于特定 IP 和/或其测试平台和总线功能模型 (BFM) 的基于周期/仿真模型 – 硬件/所需的商用软件的推荐软件协同仿真和系统集成，适用于特定的IP13Soft IP输出规范格式（示例） 2004年，Shera公司MMU IP项目提交了一些技术文件： – design_report – io_signal_diagram – io_signal_list – ip_specification – module_diagram -parameter – test_bench_catalog – test_bench_specification – Wishbone14Hard IP输出文件 1. 产品文件 – 安装脚本 2. 制造测试的测试模式 3. 文档文件 – 用户指南 – 功能规格 – Datasheet15 硬核 IP 输出文件规格格式（续） 4. 系统集成文件 – 全功能模型 – 时序模型 -测试模型 – 电源模型 – 物理模型16IP 模型 1. 功能模型 – 指令集架构 (ISA) 或指令集模拟器 (ISS) 或处理器的行为模型 > 高级抽象准确反映指令级行为 > 用于非常快速的仿真 > 用于软件开发、硬件/软件协同仿真-周期精确的仿真/仿真模型>逐周期基础>比ISA模型慢但更准确-总线功能模型（BFM）>抽象出内部行为，提供在其上创建事务的能力宏的接口> 与 ISA 或周期精确仿真模型一起使用，用于系统集成和 RTL 仿真17IP 模型（续） 2. 时序模块 – 用于对整个芯片进行静态时序分析 – 用于对整个芯片进行综合 -用于运行反向标注模拟 – 以标准库格式（.lib、SDF）提供 3. 测试模型 – 用于设计