soc系统验证方法研究

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1、万方数据·80·航天控制AerospaceControlJun．2009V01．27．No．3SoC系统验证方法研究段然1’2梁婕1’2I．北京航天自动控制研究所，北京1008542．宇航智能控制技术国防科技重点实验室，北京100854摘要从SoC概念入手，介绍了基于IP复用的SoC设计的出现和发展，着重针对基于IP核进行SoC设计所遇到的挑战及其解决方案(SoC系统验证方法)进行探讨，重点讨论了IP核级验证，系统级功能验证以及基于断言的验证方法。关键词SoC；IP复用；验证；断言中图分类号：TN492文献标识码：A文章编号：1006—3242(2009)03-00804)6R

2、esearchonSoCSystemVerificationMethodDUANRanl，2LIANGJiel·21．NationalLaboratoryofAerospaceIntelligentControlTechnology，Beijing100854，China2．BeijingAerospaceAutomaticControlInstitute，Beijing100854，ChinaAbstractStartingwiththeconceptofSoC．theemergenceanddevelopmentofSoCdesignbasedonIP一陀一u,aearep

3、resented．ThentheproblemsandchallengesfacedbySoCdesignareanalyzed，nextthesolutionofSoCsystemverificationschemeisdiscussedaswell．Finally，theIPlevelverification，systemlevelfunctionalverificationandassertion—basedverificationmethodareresearcheddeeply．KeywordsSoC；IPreuse；Verifwation；AssertionSoC(

4、SystemonChip)可译为“系统集成芯片”或“片上系统”，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并可嵌入软件。作为ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCir—cuit)设计方法学中的新技术，SoC始于20世纪90年代中期。1994年MOTORLA发布的FlexCore7M系统(用来制作基于68000伽和PowerPC删的定制微处理器)和1995年LSILogic公司为SONY公司设计的SoC，可能是基于IP(IntellectualProperty)核完成SoC设计的最早报导。由于SoC可以充分利用已有的设计积累，显著地提高ASIC的

5、设计能力，因此发展非常迅速。当前的SoC通常含有一个微处理器核(CPU，DSP等)，以及多个或几十个的外围特殊功能模块和一定规模的存储器(RAM，ROM)等。芯片规模常可以达到数百万门甚至上千万门。1IP复用(IPReuse)与SoC设计1．1IC设计能力与工艺能力集成电路工艺技术的发展使得器件特征尺寸从亚微米、深亚微米(DSM)一直下降到甚深亚微米(VDSM)以下，已可在硅片上制作出电子系统需要的所有部件，包括各种有源、无源元器件，甚至机械收稿日期：2007-ll-02作者简介：段然(1976一)，男，陕西人，博士，高级工程师，主要研究方向为控制系统综合设计、电路集成设计；梁

6、婕(1980一)，女，四川人，硕士，工程师，主要研究方向为控制系统弹上综合设计、电路集成设计。万方数据第27卷第3期段然等：SoC系统验证方法研究·81·部件。已具备了由电路集成向系统集成发展的条件，这也是SoC出现的物理工艺基础111。工艺能力提高的同时，Ic设计能力也在不断提高，但提高的速度低于工艺能力。图1给出了设计能力与工艺能力的增长趋势。R避甚j1960197019801990200020lOtb图1集成电路设计与工艺能力的增长趋势工艺进人DSM之后，设计能力滞后于工艺的状况进一步突出(图1中的DesignGap)，因为DSM使得半导体器件和电路互连线出现了更为复杂的

7、本征效应和寄生效应，解决这个问题需要进一步利用设计积累，提高设计起点，把已有优化的子系统、系统级模块纳入到新的系统设计之中，实现系统芯片集成SoC。1．2IP复用技术数百万门规模的SoC芯片设计，不能一切从头开始，要将设计建立在较高层次上。需要更多地采用IP复用技术，只有这样，才能较快地完成设计，保证设计成功旧1。IP(IntellectualProperty)是指一种事先定义、经验证可以重复使用的、能完成某些功能的组块，一般具有以下特点：①是为了易于重用而专门设计的。即使是已被广泛使用的产