一個(gè)完整的SoC設(shè)計(jì)流程有哪幾個(gè)階段?
2023-01-05 10:42:57

1、功能設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)目標(biāo)產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)合,設(shè)定一些諸如功能、性能、接口規(guī)格、溫度、功耗等指標(biāo),作為后續(xù)電路設(shè)計(jì)的輸入依據(jù)。根據(jù)市場(chǎng)和公司需求,完成芯片總體結(jié)構(gòu)、規(guī)格參數(shù)、模塊劃分、使用技術(shù)以及各個(gè)功能模塊的詳細(xì)定義??傮w設(shè)計(jì)規(guī)劃完成后,再制定各個(gè)維度的設(shè)計(jì)方案。芯片設(shè)計(jì)方案按照自頂向下方式,逐級(jí)分解設(shè)計(jì)模塊,形成各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方案。

2、設(shè)計(jì)描述和行為級(jí)驗(yàn)證:依據(jù)芯片總體設(shè)計(jì)需求,可將SoC劃分成若干功能模塊,并決定這些功能模塊是否需要使用IP核。該過程直接影響SoC的內(nèi)部架構(gòu)及各模塊的頂層信號(hào)互連,并在后續(xù)設(shè)計(jì)過程中起到?jīng)Q定性作用,因此需要非常仔細(xì)謹(jǐn)慎地選擇產(chǎn)品和IP核。 對(duì)于不需要使用IP核的模塊,可使用VHDL/Verilog等硬件描述語(yǔ)言完成硬件電路各模塊的設(shè)計(jì)工作。同時(shí)定義各個(gè)模塊的功能點(diǎn),按照功能點(diǎn)進(jìn)行功能仿真驗(yàn)證和行為級(jí)驗(yàn)證。行為級(jí)仿真驗(yàn)證不考慮時(shí)序延時(shí),因此無(wú)法覆蓋時(shí)序相關(guān)問題,只能保證設(shè)計(jì)的功能正確性。時(shí)序延時(shí)的正確性需要通過其他手段實(shí)現(xiàn)。

3、邏輯綜合:確定設(shè)計(jì)描述后,可使用邏輯綜合工具對(duì)代碼進(jìn)行綜合。綜合過程需要選擇適當(dāng)?shù)倪壿嬈骷?kù)和SDC時(shí)序約束文件,作為合成邏輯電路的綜合參數(shù)。設(shè)計(jì)人員需要確定SDC約束文件的正確性,如果是IP核,IP核廠商會(huì)提供原版SDC約束文件,但并不適合芯片全局的SDC約束。因此,無(wú)論是使用的IP核,還是編寫的verilog代碼,均需要整理編寫SDC約束文件。同時(shí),SDC約束文件也是CDC/RDC代碼規(guī)則檢查的輸入文件之一。

4、布局布線和后仿真:布局是指將設(shè)計(jì)好的功能模塊合理地安排在芯片上,規(guī)劃好它們的位置。布線是指完成各個(gè)模塊之間的互連連線。 后仿真是仿真帶有SDF延時(shí)參數(shù)的仿真,后仿真用于測(cè)試芯片的時(shí)序是否滿足要求,功能性仿真在前仿時(shí)已經(jīng)驗(yàn)證通過,因此后仿真更關(guān)注于仿真過程中的setup、hold time情況。對(duì)于后仿真出現(xiàn)的問題,需要定位問題點(diǎn),判斷是否需要后端修復(fù)、ECO修復(fù)或RTL重綜合。

SOC的設(shè)計(jì)流程,包括數(shù)字電路設(shè)計(jì)前端和后端的全流程。具體各個(gè)部分又包括:

——硬件設(shè)計(jì)定義說(shuō)明(Hardware Design Specification)

——模塊設(shè)計(jì)及IP復(fù)用(Module Design & IP Reuse)

——頂層模塊集成(Top Level Integration)

——前仿真(Pre-layout Simulation)

——邏輯綜合(Logic Synthesis)

——版圖布局規(guī)劃(Floorplan)

——功耗分析(Power Analysis)

——單元布局和優(yōu)化(Placement & Optimization)

——靜態(tài)時(shí)序分析(STA,Static Timing Analysis)

——形式驗(yàn)證(Formal Verification)

——可測(cè)性電路插入(DFT,Design for Test)

——時(shí)鐘樹綜合(Clock Tree Synthesis)

——布線設(shè)計(jì)(Routing)

——寄生參數(shù)提?。≒arasitic Extraction)

——后仿真(Post-layout Simulation)

——ECO修改(ECO,Engineering Change Order)

——物理驗(yàn)證(Physical Verification)