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浅谈数字IC设计技术

  摘要:随着数字电路设计的规模以及复杂程度的提高,对其进行设计所花费的时间和费用也随之而提高。根据近年来的统计,对数字系统进行设计所花的时间占到了整个研发过程的60%以上。所以减少设计所花费的实践成本是当前数字电路设计研发的关键,这就必须在设计的方法上有所突破。
  关键词:数字系统;IC;设计
  
  一、数字IC设计方法学
  
  在目前CI设计中,基于时序驱动的数字CI设计方法、基于正复用的数字CI设计方法、基于集成平台进行系统级数字CI设计方法是当今数字CI设计比较流行的3种主要设计方法,其中基于正复用的数字CI设计方法是有效提高CI设计的关键技术。它能解决当今芯片设计业所面临的一系列挑战:缩短设计周期,提供性能更好、速度更快、成本更加低廉的数字IC芯片。
  基于时序驱动的设计方法,无论是HDL描述还是原理图设计,特征都在于以时序优化为目标的着眼于门级电路结构设计,用全新的电路来实现系统功能;这种方法主要适用于完成小规模ASIC的设计。对于规模较大的系统级电路,即使团队合作,要想始终从门级结构去实现优化设计,也很难保证设计周期短、上市时间快的要求。
  基于PI复用的数字CI设计方法,可以满足芯片规模要求越来越大,设计周期要求越来越短的要求,其特征是CI设计中的正功能?榈母从煤妥楹。采用这种方法设计数字CI,数字CI包含了各种正?榈母从,数字CI的开发可分为?榭⒑拖低臣膳浜贤瓿。对正复用技术关注的焦点是,如何进行系统功能的结构划分,如何定义片上总线进行?榛チ,应该选择那些功能?,在定义各个功能?槭比绾慰悸蔷】赡芏嗟乩孟钟姓试炊皇侵匦驴,在功能?樯杓剖笨悸窃跹ㄒ宀拍苡欣谝院蟮恼从,如何进行系统验证等。
  基于PI复用的数字CI的设计方法,其主要特征是?榈墓δ茏樽,其技术关键在于如下三个方面:一是开发可复用的正软核、硬核;二是怎样做好IP复用,进行功能组装,以满足目标CI的需要;三是怎样验证完成功能组装的数字CI是否满足规格定义的功能和时序。
  
  二、典型的数字IC开发流程
  
  典型的数字CI开发流程主要步骤包含如下24方面的内容:
  (1)确定IC规格并做好总体方案设计。
  (2)RTL代码编写及准备etshtnehc代码。
  (3)对于包含存储单元的设计,在RTL代码编写中插入BIST(内建自我测试)电路。
  (4)功能仿真以验证设计的功能正确。
  (5)完成设计综合,生成门级网表。
  (6)完成DFT(可测试设计)设计。
  (7)在综合工具下完成?榧兜木蔡毙蚍治黾按。
  (8)形式验证。对比综合网表实现的功能与TRL级描述是否一致。
  (9)对整个设计进行Pre一layout静态时序分析。
  (10)把综合时的时间约束传递给版图工具。
  (11)采样时序驱动的策略进行初始化nooprlna。内容包括单元分布,生成时钟树
  (12)把时钟树送给综合工具并插入到初始综合网表。
  (13)形式验证。对比插入时钟树综合网表实现的功能与初始综合网表是否一致。
  (14)在步骤(11)准布线后提取估计的延迟信息。
  (15)把步骤(14)提取出来的延迟信息反标给综合工具和静态时序分析工具。
  (16)静态时序分析。利用准布线后提取出来的估计延时信息。
  (17)在综合工具中实现现场时序优化(可选项)。

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