如何解决SoC设计周期长，设计质量难控制，成本高昂等问题？

由 demi 提交于周一, 15 三月 2021 - 10:57

Soc设计是在单个硅片上集成处理器、存储器、I/O端口以及模拟电路等，实现一个完整系统的功能。这样虽然能够实现一个高层次的系统集成，但同时也对芯片设计提出了巨大的挑战。一方面随着芯片性能越来越强，规模越来越大，设计复杂度迅速增加；另一方面，市场对产品设计周期减短的要求越来越高，如果每次新的SoC产品都要实现每个模块的从头设计进而进行系统整合与验证的话，必然会导致开发周期越来越长，设计质量越来越难于控制，芯片设计成本越来越高昂。重复使用预先设计并验证过的集成电路模块，被认为是最有效的方法，用以解决当今芯片设计工业界所面临的难题。这些可重复使用的集成电路模块成为IP。

IP的定义

IP是指一种事先定义，经过验证可以重复使用的、能够完成某些功能的组块。在集成电路行业里，IP通常是指硅知识产权，即IP核。

IP的分类

最常见的分类方式有两种：一种是从设计流程上来区分其类型，另一种是是从差异化的程度来区分其类型。除可集成到芯片的IP核外，还有大量专门用于验证电路的IP。这些IP称为验证IP，比如用于验证USB2.0的IP，用于验证AHB的总线功能模型等，这些IP是不需要综合的。

从设计流程来分，可分为软核、固核和硬核3种类型。

1. 软核

在逻辑IC设计的过程中，IC设计者会在系统规格制定完成后，利用硬件描述语言，依照所制定的规格，将系统所需的功能写成寄存器传输级的程序。这个RTL文件就称为软核。

2. 固核

RTL程序经过仿真验证后，设计者可以借助EDA工具，从单元库中选取对应的逻辑门，将RTL文件转换为以逻辑门单元形式呈现的网表文件，这个网表文件即所谓的固核。

3. 硬核

网表文件经过验证之后，则可以进入实体设计的步骤，先进行功能模块的位置配置设计，再进行布局与布线设计，做完实体的布局与布线后所产生的GDSII文件，即称为硬核。

依差异化程度来区分

从差异化的程度来区分IP，可将其分为基础IP、标准IP、明星IP3种类型

1. 基础IP

基础IP的主要特点是其与具体工艺相关性好，且价格低廉。如IP单元库和门阵列等。常被Foundry免费提供给客户使用。

2. 标准IP

标准IP是指复合产业组织制定标准的IP产品，如IEEE-1394、USB等。

3. 明星IP

明星IP一般复杂性高，通常必须要具备相应的工具软件与系统软件相互配合才能开发，产品类型包括MPU、CPU、DSP等。

IP设计流程

可重用的IP应具有以下特点：

-可配置，参数化，提供最大程度的灵活性；

-标准接口

-多种工艺下的可用性，提供各种库的综合脚本，可以移植到新的技术

-完全、充分的验证

-完整的文档资料

作者：QZSL
来源：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/FFC4y5V-XPgEEmsHunLfiQ">IP与SoC设计</a>