IP设计与验证技术讲义

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1、IP设计与验证技术2008-2009秋学Agenda一、绪论二、总线技术三、APB总线和基于APB总线的IP设计四、Avalon总线和基于Avalon总线的IP设计2008-2009秋学第1章绪论一、Introduction二、IPReuse三、IPUsable2008-2009秋学年代199719992001200320062009工艺(nm)25018015013010070晶体管11M21M40M76M200M520M面积(mm2)300340385430520620时钟(MHz)75012001400160020002500

2、金属层66-7777-88-9电压(v)2.151.651.351.351.050.75线长(m)820148020002840514010000Buffers/片5k25k40k54k230k797k集成电路工艺的发展态势第1章绪论一、Introduction2008-2009秋学SystemOnaChipLogic(CPU,DSP)Memory(SRAM,ROM,EPROM,FeRAM,MRAM,DRAM)AnalogorMixedSignal(DAC,ADC)MEMSOptoelectronicFunctionSoC2008-

3、2009秋学SoCexample:PDAControllerLCDMemoryVGAMemoryRAMDACPLLsAudioDACADCARM720TCorePiccoloDSPUARTsTimerIrDALCDControllerVGAControllerPCMCIARTCUSBPMUINTCSDRAMCtr’lDMAKBDBUSCtr’lTechnology:0.35um1P3MChipSize:9.37X9.37mm2ARM7201basedGateCount:500KgatesApplication:DataTermina

4、ls,PDA,CNS,WebPhone2008-2009秋学C1:由于芯片集成度指数级增长引起的复杂性----更多的器件----更大的功耗----异种器件、部件或电路的集成C2:由于特征尺寸指数级减小引起的复杂性----互连线延迟----耦合噪声-----EMIC3:嵌入处理器----软硬件协同设计----嵌入OS和应用软件More&morecomplexHWMorecomplexEmbeddedSWApplications设计复杂性C1xC2xC3SOC设计的复杂性2008-2009秋学Source:2002CollettInt

5、ernationalResearch,Inc.Firstsiliconsuccess199920022004100%39%44%48%NorthAmericaRe-spinStatisticsSoC’sRequiringOneormorere-spins:61%WhyIsSoDifficultDesignSoC?2008-2009秋学OnekeytosuccessfulSoCdesignistohavealibraryofreusablecomponentsfromwhichtobuildthedesign.ReusableIP的必

6、要性2008-2009秋学IPDefine:为满足TTM的要求SoC的设计要采用新的设计方法学来提高设计效率。目前多采用基于平台的设计方法，用已设计好的模块来集成，这些模块就称为IP(IntellectualProperty)核。IP的可用性IP的复用性2008-2009秋学By200580%ofaSoCWillConsistofPre-designedIPBlocksPredesignedBlocksasaPercentofSoCs50%80%95%200020052010Source:Dataquest,2000Mostofth

7、ecircuitryinSoCswillbeacquired,notdesignedIn-houseIP3rdPartyIPCustomerDesignedUsingFoundationBuildingBlocks2008-2009秋学IP分类软核（SoftIP）软核以可综合的HDL的形式交付的，具有更灵活的优点和在性能（时序，面积，功耗）方面不可预测的缺点。软核增加了知识产权保护的风险，因为使用者需要RTL源代码。固核（FirmIP）硬核（HardIP）已经进行了功耗，尺寸和性能的优化并映射到一个特定的工艺，通常以GDSII的

8、形式交付。它们具有更可预测的优点，但是由于工艺相关性，因此有更少的灵活性和可移植性。因为版权保护并且不需要RTL代码，保护硬核的能力更好一些。2008-2009秋学IP来源来源一：芯片设计公司的自身积累传统Fabless设计公司在多年