soc芯片的top-down设计方法

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1、第31卷第6期电子科技大学学报Vol.31No.62002年12月JournalofUESTofChinaDec.2002*SOC芯片的Top-Down设计方法**余翔熊光泽(电子科技大学计算机科学与工程学院成都610054)【摘要】基于单芯片系统是电子技术发展的主流，可改变传统的系统软、硬件设计方法，介绍了单芯片系统的支撑技术——自顶向下设计方法的思想，讨论了其相关的信号处理系统设计自动化和软/硬件协同验证技术。结合GPRS终端数字基带处理器芯片设计，说明这一方法在单芯片设计中的应用。关键词单芯片系统;自顶向下设计方法;GPRS终端数字基带处理器;软

2、/硬件协同验证中图分类号TN401;TN47Top-DownDesignMethodforSOCChipsYuXiangXiongGuangze(CollegeofComputerScienceandEngineering,UESTofChinaChengdu610054)AbstractCurrenttrendsofelectronictechnologiessuggestthatembeddedsystemswillbeimplementedonmonolithicsiliconchips.Theseconstraintsareforcingfun

3、damentalchangesinthewaywedesignsoftwareandhardwareinSOCs.Thisarticledescribesanoveltop-downASICsystemdesignmethodologyandrelatedtechnologies.Finally,wepresentourexperiencewithusingtop-downapproachestodesignthedigitalbasebandchipofGPRSmobilephone.Keywordssystemonachip;top-downdes

4、ignmethod;DBBchipofGPRSmobilephone;software/hardwareco-verification单芯片系统是集成整个系统的单个微电子芯片，也称为系统芯片或单片系统(SOC)。与板级系统(SOB)相比，SOC可大大提高系统的性能及可靠性，降低设备重量和体积，满足系统高速度、低功耗、低成本和多媒体、网络化、移动化的发展要求。SOC的实现是以自顶向下设计(Top-DownDesign)、超深亚微米VDSM(VeryDeepSub-Micron)工艺、可重用IP核(ReusableIntellectualPropertyC

5、ores)、电子系统设计自动化ESDA(ElectronicSystemDesignAutomation)、软/硬件协同仿真验证(Software/HardwareCo-Verification)等相关技术为支[1]撑。在系统性能日益提高和相关技术发展的推动下，SOC技术成为21世纪国际超大规模集成电路发展的趋势。Top-Down方法改变了传统的芯片系统设计方式，是SOC芯片设计的关键技术之一。以GPRS终端数字基带处理器(DBB)芯片系统设计为实例，介绍了该方法及其相关技术在SOC芯片系统设计中的应用情况。1Top-Down设计的基本思想传统的专用集

6、成电路(ASIC)设计采用从底向上(Down-Top)的方法较多，其基本思路是从系统需2002年5月27日收稿*全国博士后管理委员会博士后基金资助项目**男38岁博士后副教授586电子科技大学学报第31卷求出发，根据已存在的硬件基本单元划分设计树最末枝的单元模块。硬件基本单元是由EDA库提供，或外购及其他项目已开发出的单元。Down-Top设计是基于简单IC设计提出的方法，已不能满足复杂ASIC特别是SOC芯片的设计要求。Top-Down方法整体考虑了SOC芯片软、硬件系统设计的要求。把系统需求、处理机制、芯片体系结构、各层次电路及器件、算法模型、软件

7、结构、协同验证等紧密结合起来，从而用单个或极[2]少几个芯片完成整个系统的功能，其设计流程如图1所示，分为以下几个主要步骤：1)系统总体方案设计：芯片系统功能、指标定义、需求分析、产品市场定位，软/硬件划分、指标分解等整体方案论证；2)软、硬件方案设计：确定软、硬件体系结构，模块功能的详细描述及技术指标要求，时序及接口定义等工作；3)模块设计开发：完成硬件模块的开发，行为及时序仿真测试，底层硬件驱动程序编写，算法设计及仿真，协议和应用软件的设计与开发。对于复杂的功能模块，可进一步划分成子模块。在算法仿真时，根据系统指标的要求划分出信号处理硬件加速模块；

8、[3]4)软、硬件协同仿真测试：主要测试系统方案和软、硬件模块设计功能的正确性；5)样机平台的