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《ip core在soc設計中的復用技術》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、________________________________________________________________________________www.paper.edu.cnIPcore在SoC設計中的復用技術焦原軍羅佳慧(1.電子科技大學微電子與固體電子學院成都610054)m11123@uestc.edu.cn【摘要】介紹IPcore的概念及其在SoC設計中使用，討論了為提高IPcore的復用能力，簡化系統(tǒng)設計和驗證而采用的方法。包括IPcore的參數(shù)化和互連接口標準，重點介紹OCP協(xié)議。關鍵詞SoC（片上系統(tǒng)），IPcore（知識產(chǎn)權核），OCP（開放核協(xié)議）
2、1．引言隨著微電子半導體技術的發(fā)展,深亞微米工藝加工技術允許開發(fā)上百萬門級的單個芯片，已能夠將系統(tǒng)級設計集成到單個芯片中即實現(xiàn)片上系統(tǒng)SoC(systemonchip)。SoC設計隨著系統(tǒng)越來越復雜，工程師需要花費大量時間進行信號集成、時序配合等工作，但是為適應市場要求必須盡量縮短開發(fā)時間，設計人員得在更短的時間內設計出更復雜的產(chǎn)品，因此設計的趨勢是利用預先設計好的硬件或軟件塊，也就是IPcore（Intellectualpropertycore）。[1]沒有可復用的IPcore，SoC幾乎是無法實現(xiàn)的，IP核是SoC設計的關鍵。在使用IPcore設計SoC中存在一些困難，主要就是缺
3、乏開發(fā)IP核所使用的IPcore與system的接口標準，許多利用IP的好處會因接口的原因喪失，因為沒有統(tǒng)一的接口就必須在集成時花精力使各IPcore間的接口信號相互兼容，這個工作量是十分大的。因此開發(fā)和遵循統(tǒng)一的IPcore接口標準對提高IPcore的復用意義重大。本文從接口標準的角度討論在SoC設計中提高IPcore的復用度，從而簡化系統(tǒng)設計和驗證的方法。2．IPcore概念IPcore可以是簡單的周邊設備、高性能微處理器等。IPcore需要具有可讀性、可測性以及設計的衍展性和工藝適應性,由專門的IPcore設計公司或用戶自己設計的具有知識產(chǎn)權的設計實體。IPcore的本質特征是
4、復用性，可以綜合到其他設計中，需要滿足通用性，正確性和可移植性。IPcore又分為軟核(softcore)、固核(firmcore)及硬核(hardcore)，下面介紹這三種核。2.1軟、硬和固核軟IP核通常在抽象的、較高層次的功能描述,用硬件描述語言HDL或C語言寫成,是對設計的算法級或功能級描述,包括邏輯描述、網(wǎng)表和用于功能仿真的行為模擬以及用于測試的文檔,軟IP需要綜合、進行布局布線等。它的特點是靈活性大、可移植性好,用戶能方便地把RTL和門級HDL表達的軟IP修改為應用所需要的設計,綜合到選定的加工工藝上。但與硬IP相比,可預測性差,設計時間長。硬IP核的電路布局及其與特定工
5、藝相聯(lián)系的物理版圖是固定的,包括全部的晶體管和互連掩膜信息,完成了全部的前端和后端設計并已被投片驗證正確,特點是提供可預測的性能和快速的設計,可以被其他設計作為特定的功能模塊直接調用，硬IP給用戶提供的是封裝好的行為模型，用戶只能從外部測試硬件的特性，無法得到真正的電路設計。1___________________________________________________________________________________________中國科技論文在線www.paper.edu.cn固IP核在軟核基礎上開發(fā),是介于硬IP和軟IP之間的IP,是一種可綜合的、并帶時序
6、信息以及布局布線規(guī)劃的設計,以RTL代碼和對應具體工藝網(wǎng)表的混合形式提供。固核可以根據(jù)用戶的需要進行修改,使他適合于某種可實現(xiàn)的工藝過程。允許用戶重新確定關鍵的性能參數(shù)。[2]2.2三種形式核的比較軟核與硬核相比具有最大的靈活性，用戶能把RTL和門級HDL表達的軟核修改為自己所需要的設計，綜合到選定的廠商工藝上通過布局布線實現(xiàn)具體電路。硬核的功能最容易測定,具有工藝相關性,靈活性最小，知識產(chǎn)權的保護比較簡單，但是使用不靈活。軟核的實用性最低,軟核的質量以及硬件實現(xiàn)效率較難評估。固核具有一定的工藝獨立性,由于在設計中考慮了時序等關鍵問題,因此能保證設計源碼的可綜合性和物理實現(xiàn)效率。從完
7、成IP模塊設計所花費的代價來看，硬核代價最高；從使用的靈活性來看，軟核的可重復使用性能最高。提供固核的廠家很少。2.3IPcore設計的規(guī)范電子設計標準包括硬件物理特性和時序，IPcore與系統(tǒng)通信的格式和定義（協(xié)議)以及設計所使用的工具。首先要有完善的文檔，在選擇IPcore時，好的文檔是關鍵，應清晰描述IPcore的基本功能，接口定義，時序以及如何配置和綜合。其次要保證驗證環(huán)境的健壯性，一個IPcore的開發(fā)成本和價值很大一部分在于驗證，需要有豐富的用
