什么是芯片正向设计?芯片设计的具体流程解析.doc
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1、什么是芯片正向设计?芯片设计的具体流程解析网络上有很多人讨论着芯片的反向设计,那么与之相对应的芯片的正向设计是什么呢?它设计的具体流程又包括哪些?本文只要介绍的就是芯片的正向设计及其流程。芯片的正向设计在工程技术人员的脑海中,产品的设计过程都是从无到有,即在工程技术员的脑海中构思产品的外形,技术参数,性能等,然后通过绘制图建立产品的三维数字化模型,最终将这个模型转入到制造流程中,这就是芯片的正向设计。芯片的正向设计流程一、总体规划随着集成电路设计规模的不断扩大,出现了很多成熟的常用设计模块,也被成为IP核,现在芯片正向设计,不再是完全从0开始,都是基于某些成熟的IP核,并在此基础之上进行芯片功
2、能的添加。真正从0开始设计的芯片,不是没有,而是成本太高,企业无法承担,而且也并没有必要从0开始设计。例如现在的ARM芯片开发,那些大公司基本上是获取ARM公司的授权,得到ARM芯片的IP核,并根据细分市场的需求进行有针对性的开发。这是数字芯片的情况,模拟芯片的情况也是类似的,当然我们并不能小看别人的原创能力,以为就是随随便便在别人的基础上小修小补就可以设计出令人满意的芯片,还有很多东西依然是需要丰富的经验和知识的。芯片正向设计依然是从市场未来需求着手,从开发成本和预期收益来衡量是否进行芯片的开发的。明确市场未来需求之后,就将这些需求转化为芯片的各项重要参数指标,然后进行任务划分,模拟设计师负
3、责模拟,数字设计师负责数字。个人对于模拟部分不太熟,所以就略过。重点总结数字设计部分,当然这部分也不是很熟,因为没有真正做过。二、架构/算法现在数字电路在芯片中占有极大的比重,数字逻辑也变得越来越复杂,所以必须从架构和算法上进行考虑。个人所略知的关于芯片架构的是,架构可以分为三种大的方向:1,数据流;2,控制流,3,总线流。数据流:数据从输入到输出是一条直线,并没有折回的数据,这是纯数据处理的一种架构,这种芯片功能应该是比较单一。2,控制流,这是基于状态机或者CPU形式的一种架构设计。简单点的芯片就采用状态机就够了,复杂的就必须采用CPU作为控制内核了,比如单片机就是以CPU为控制内核,外加R
4、AM,ROM所形成的一类控制类芯片。3,总线流,这是基于总线的芯片设计架构,最熟悉的就是SOC类芯片,总线上连接着一个或多个CPU,RAM,ROM,I2C,UART等等之类的各种组件。由这些组件的不同排列组合,形成满足各种不同需求的芯片,例如不同的ARM类芯片。算法,我所略知的是通信类的,例如,FIR,FFT,小波变换,三角函数变换等等,当然还有视频音频类的算法,对与这方面的内容就没有接触过了。总的来说,这类算法都是以数据处理为主要目的的,所以这些算法都要求有较强的数学功底。做算法开发,主要工具为MATLAB,都是先在MATLAB上做原型开发验证,再转化为RTL级的代码。结合架构和算法,将芯片
5、的总体结构搭建出来,为后续的工作做好了准备。三、RTL代码当算法工程师把芯片架构设计好,各种算法在MATLAB上通过了验证,以及其他必要条件的考量之后,便将工作交接给ASIC工程师去做RTL代码的翻译工作,就是将MATLAB上的算法翻译成RTL。这一步单纯从翻译的角度只需要一个文本编辑器就可以了。然而,还有后续的仿真验证工作,这部分的内容并不轻松。有时候根据公司的不同,根据项目的工作量大小,算法工程师与ASIC工程师在工作内容上是有交叉的,他们也承担将MATLAB转换为RTL的工作。RTL设计的时候也会考虑DFT(Design For Test 可测性设计)的问题,会在RTL代码中加入测试链,
6、这个我就不太熟了。四、仿真验证这一步的工作比较关键,可以说是设计部分的第一个分水岭。仿真验证,视不同的公司,不同的项目,复杂度有非常大的不同。简单的,只要写一个较为完善的testbench验证完RTL代码的功能就行了;复杂的,将会在RTL验证环境下进行详细的验证,甚至可能用得到各种验证方法学UVM,VMM,OVM等等,这种复杂验证所用的语言一般采用SystemVerilog。验证软件可以采用cadence公司的NC_VERILOG,或者synopsys公司的VCS。此外,某些芯片还会采用FPGA,进行硬件在线仿真。这样能够获取关于芯片的更为详细的信息。但不管如何,无论是个人还是公司,都应该有对
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