ic设计流程之关系

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1、3IC设计流程之关系//附件是Synopsys Reference Design Flow在了解了硬件描述语言的演进过程中，相信各位对VHDL及Verilog HDL与ASIC EDA工具之间的关系，应已有基本的认识。在此，让我再强调一次：在高阶设计的领域中，硬件描述语言扮演的角色，只是一种程序语言接口（PLI）；它提供了一个极具弹性的设计入口（design entry），以作为电路设计者与各种计算机辅助设计工具之间沟通的桥梁 。因此，若缺少了这些EDA工具，硬件描述语言的剩余价值，也只不过是一种系统规划工具，或是技

2、术文件格式而已。具体地说，整个数字电路的高阶设计概念 ，可以说就是设计自动化（design automatize）的实现。理想的情况是：由仿真验证设计是否符合原始设定的规格（specification），以至于诸如逻辑电路的合成与实际晶体管配置与绕线（place and route）这一类徒手不易掌控的工作，工程师均能寻求适当的DEA工具来完成整个电路的设计。图2描述了完整的自动化数字电路设计流程；其中包含了三种主要的EDA工具：仿真器（simulator）、合成器（synthesizer）以及配置与绕线（place

3、 and routing, P&R）工具；除了P&R工具之外，其余两者绝大部分，均是以VHDL或Verilog HDL作为其程序语言接口。以下，笔者将配合介绍这个典型的自动化设计流程，简述各项EDA工具的基本功用。 1.系统规格制定（Define Specification） 在ASIC设计之初，工程师们须根据产品的应用场合，为ASIC设定一些诸如功能、操作速度、接口规格、环境温度及消耗功率等规格，以做为将来电路设计时的依据。在这方面，目前已有厂商提供系统级仿真器（system -level simulator），为

4、系统设计提供不错的解决方案；透过此类仿真器，工程师们可以预估系统的执行效能，并可以最佳化的考量，决定韧体模块及硬件模块该如何划分。除此之外，更可进一步规划哪些功能该整合于ASIC内，哪些功能可以设计在电路板上，以符合最大的经济效能比。 2.设计描述（Design Description） 一旦规格制定完成，便依据功能（function）或其它相关考量，将ASIC划分为数个模块（module）；此阶段是整个设计过程中最要的关键之一，它直接影响了ASIC内部的架构及各模块间互动的讯号，更间接影响到后续电路合成的效能及未来

5、产品的可靠性。 决定模块之后，便分交由团队的各个工程师，以VHDL或Verilog等硬件描述语言进行设计－亦即功能的行为描述（behavioral description）；为能明确及有效率地描述模块的内部功能，各模块之下可能再细分成数个子模块（sub-module），直到能以可合成（synthesizible）的语法描述为止。这种一层层分割模块的设计技巧，便是一般所谓的阶层式设计（hierarchical design）；这与早期直接以绘制闸级电路进行设计的时代，所使用的技巧是相类似的。此一步骤所完成的设计描述，是

6、进入高阶合成电路设计流程的叩门砖 ；习惯上，称之为硬件描述语言的设计切入点（HDL design entry）。 关于此一步骤，亦有相关的辅助工具相继推出。Design Book便是其中的代表；它利用一般工程师熟悉的图形接口－如状态图及流程图，协助初接触以硬件描述语言进行设计的工程师，自动编写出相对应的硬件语言描述码。效能如何笔者不敢断言，但它能依使用者决定，整合惯用之其它EDA工具的特点，倒是满吸引人的地方。 3.功能验证（Function Verification） 完成步骤2的设计描述，接下来便是利用VHDL或

7、Verilog的电路仿真器，针对先前的设计描述，验证其功能或时序（timing）是否符合由步骤1所制定的规格。通常，称这类验证为功能仿真（function simulation），或行为仿真（behavioral simulation），而这类的HDL电路仿真器，则通称为行为仿真器（behavioral simulator）。 对于这一类功能验证的仿真而言，仿真器并不会考虑实际逻辑闸或联机（connenct wires）所造成的时间延迟（time delay）、闸延迟（gate delay）及传递延迟（transpo

8、rt delay）。取而代之的是，使用单一延迟（unit delay）的数学模型，来粗略估测电路的逻辑行为；虽然如此无法获得精确的结果，但其3所提供的信息，已足够作为工程师，针对电路功能的设计除错之用。为了能顺利完成仿真，在此，您还需要准备一分称为测试平台（test bench）的HDL描述?。在这份测试平台的描述档中，必须尽可能地细描述所有可