蓝牙芯片的综合实现与验证

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1、2一蓝牙芯片的综合实现与验证投入。1．1．2EDA技术的发展随着集成电路的规模的不断扩大和集成度的不断提高，原有的设计思想和电子设计自动化(E1ec仃0nicDesignAⅡtoma廿on，EDA)工具已经不能满足超大规模集成设计的要求，因此需要有新的设计思想和更加先进的工具出现。首先在EDA工具的自动化程度上，已经从70年代的只是集中在版图级(主要的代表是Applic撕0n，Cah血，Cv等版图编辑和DRC软件)的自动化水平开始向更高层次的自动化水平进步，到80年代开始出现能完成从原理图输入、模拟、分析到自动布图及验证的CAE系统，主要的代表是

2、Mentor和Ⅶid。到了90年代开始出现了系统级自动化技术的ESDA系统，主要是以Cadence，Synopsys，Av锄t的产品为代表。现如今，新一代的EDA工具需要满足面向超深亚微米的设计要求，以Magma和Synopsys的产品为代表。其次从EDA工具的组织结构上，已经由原来主要以软件工具为核心的构架向着统一的、协同的、集成化的、以数据库为核心的系统发展。具有面向目标的各种数据模型和数据管理系统，有着较好的人机界耐21，其结构如图1．1所示。1．2．1集成电路设计流程图1．1CAD系统结构图1．2课题研究内容集成电路设计分为前端和后端，前

3、端包括行为级描述，行为级优化与础[L级描述的转换。后端设计是前端设计的后续即物理设计，在整个芯片设计流程中占有重要的地位，本文主要讲述后端的研究。整个芯片设计流程如图1．2所示，设计步骤主要包括以下几个环节：第一步：系统设计。主要包括芯片的基本功能、基本部件、基本技术指标的规划、算法分析和电路的设计描述等。现在应用较广泛的硬件描述语言有Ⅵ缸)L第一章绪论3一和V钮log}玎)L。这两种语言都有顺序语句和并行语句，能定义各种信号赋值、运算和操作流。由于ⅥⅡ)L是一种结构性很强的语言(包括五种结构模式：entity，package，configura

4、tion，arcllitectIlre，packagebody)，有利于在高层次上把握设计的体系结构，精确地刻画设计任务的行为特征和算法描述，所以在前端设计阶段，采用ⅥⅡ)L作为设计描述语言，这有利于芯片内各个功能块的划分和调试；在后端设计阶段，采用verilog瑚)L作为系统硬件描述语言，它的数据对象比较丰富，对不同类型的电路及电路单元有较强的描述能力，方便对门级电路和开关级电路的描述。图1．2集成电路设计流程图第二步：功能仿真。在设计的初级阶段，任何芯片都不能保证其功能的一次正确性，超大规模芯片更是如此，所以就需要进行功能仿真。设计者根据仿真

5、的结果，再对设计进行不断地修改，直到达到芯片设计要求的功能为止。第三步：逻辑综合优化。它是将用硬件描述语言完成的系统逻辑功能设计，4一蓝牙芯片的综合实现与验证转化成具体的逻辑实现。综合前需要功能正确的设计源代码，同时还要有综合库与约束条件。综合库由综合软件的库编译器编译工艺库产生。约束条件则需要设计者根据设计要求完成。在蓝牙芯片设计中，使用MagI】咂公司的BlaStCreate综合工具完成逻辑综合，最终产生用V矾log来描述的门级网表。第四步：物理综合。它也称为版图设计或布局布线，主要包括布图规划、电源／地规划、标准单元布局、时钟树综合、·优化

6、时序以及布线。物理综合是一个非常复杂的组合优化问题，同时又直接关系到设计成本、周期、正确性和产品质量等等。随着特征尺寸的减小和复杂度的提高，物理综合需要考虑的问题也越来越多，如时序问题、信号完整性问题、多时钟域问题以及制造性等问题。为了减小设计的反复性，将蓝牙芯片的物理综合同逻辑综合紧密结合，及时地将物理综合时的信息反馈到逻辑综合中去，最终得到最优化的结果。在这个阶段，使用的是Magn咂公司的BlastFusion布局布线工具。第五步：门级仿真。用综合后产生门级网表和SDF(StandardDelavFonnat)文件，进行门级仿真来验证综合结果

7、的正确性。与功能仿真不同，门级仿真需要由仿真库提供各个基本单元的延时描述来考虑延时。SDF中包括了连线延时和标准单元的实际延时。显然SDF反标是在版图设计之后进行的，因此门级仿真又称为门级后仿真。1．2．2蓝牙芯片的设计与实现蓝牙芯片的结构如图1．3所示。该芯片共有八个模块，其中陋PLL和PMU是宏模块。另外，CGU(aockG∞erateUnit)是时钟产生单元，主要是把PLL提供的系统时钟进行分频得到设计所需的时钟。图1．3蓝牙芯片的结构图第一章绪论5一蓝牙芯片采用了基于标准单元的设计方法，标准单元法是库单元设计方法中的一种，它的特点是各个单

8、元在版图上具有相同的高度，但是宽度不等。除了等高的标准单元外，还可以插入宏单元，比如存储器单元，也可以是经专门定制设计的功能模块，如锁相