基于ip核的soc宏模型設(shè)計(jì)方法研究（可編輯）

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1、基于IP核的SoC宏模型設(shè)計(jì)方法研究北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文基于IP核的SoC宏模型設(shè)計(jì)方法研究姓名:賀偉申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專(zhuān)業(yè):微電子學(xué)與固體電子學(xué)指導(dǎo)教師:李哲英20090601中文摘要中文摘要摘要:隨著設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷進(jìn)步,憑借其低成本,低功耗,高集成度的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)者,如何在有限的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足要求的高性能集成電路系統(tǒng)成為設(shè)計(jì)工程師最需要考慮的問(wèn)題?；诤说脑O(shè)計(jì)方法為設(shè)計(jì)者提供了便捷的實(shí)現(xiàn)方式。它使整個(gè)設(shè)計(jì)流程不必從最底層丌始,而僅需要調(diào)用已成熟的設(shè)計(jì)模塊像搭建積木一樣來(lái)構(gòu)建自己的系

2、統(tǒng)。盡管如此,由于系統(tǒng)往往包含數(shù)千力個(gè)晶體管,因此系統(tǒng)分析對(duì)硬件條件及時(shí)耗有著非常高的要求。對(duì)于強(qiáng)調(diào)縮短上市時(shí)間的集成電路業(yè)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)這是不可接受的。宏模型有著與被描述模塊完全或者相似的外部端口特性,并具有簡(jiǎn)單的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此用宏模型描述的模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以極大降低對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件及分析時(shí)間要求。本文從宏模型的系統(tǒng)架構(gòu),構(gòu)建方法入手,在具體分析現(xiàn)有的宏模型設(shè)計(jì)技術(shù)之上提出了一種適用于復(fù)雜邏輯數(shù)字模塊的宏模型建立方法。本方法基于邏輯狀態(tài)函數(shù)表,將模塊的輸入端與輸出端建立直接的狀態(tài)表函數(shù)關(guān)系。采用從存儲(chǔ)器讀取輸出態(tài)的方式得到模塊的輸出,

3、從而節(jié)省了冗繁的計(jì)算分析時(shí)間,提高了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率。另一方面,這種歸納具體電路函數(shù)關(guān)系的方式由于展現(xiàn)出來(lái)的僅僅是一種函數(shù)意義上的對(duì)應(yīng)關(guān)系,而非具體實(shí)現(xiàn)功能的電路或者相對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言,因此,采用這種方法也可保證電路模塊的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)不被竊取。本文所涉及的系統(tǒng)為一款采用總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的精簡(jiǎn)指令集位,在詳細(xì)闡述該設(shè)計(jì)過(guò)程的基礎(chǔ)之上,按照本文所提出的模型建立方法建立了各模塊的宏模型,并將其組合構(gòu)建為宏模型系統(tǒng)。最后與行為模型電路仿真波形相對(duì)比,證明了該方法的下確性與可靠性。同時(shí),本文也介紹了基于宏模型的驗(yàn)證法。作為三大形式化驗(yàn)證法之一的宏模型驗(yàn)

4、證法可以很好地解決大規(guī)模集成電路中固有的狀態(tài)爆炸性問(wèn)題,因此是最為有效的驗(yàn)證法。本文最后將利用所建立的宏模型系統(tǒng)驗(yàn)證該位設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性。本文研究成果:.深入分析了宏模型的系統(tǒng)架構(gòu)。.詳細(xì)研究了位的設(shè)計(jì)方法。.在現(xiàn)有基礎(chǔ)之上,提出新的宏模型構(gòu)建方法。.建立了位系統(tǒng)宏模型,并驗(yàn)證了設(shè)計(jì)成果。關(guān)鍵詞:;宏模型;口核;邏輯狀態(tài)函數(shù)表;形式化驗(yàn)證分類(lèi)號(hào):,:,...印’,.......’,..,.,,.一鋤,..,.,肌.,....:.’..一...,...:;;;;.:獨(dú)創(chuàng)性聲明獨(dú)創(chuàng),生聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)

5、行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果,也不包含為獲得北京交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。簽字只期:學(xué)位論文作者簽名:極鋸加。氣年‘月學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的艦定。特授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)掘庫(kù)進(jìn)行檢索,提供閱覽服務(wù),并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。

6、同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)。保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明.璦學(xué)位論文作者簽名:導(dǎo)師簽名:極編同簽字日期:滬斫年么月簽字日期:閃彳年/月/同致謝本論文的相關(guān)工作是在我的導(dǎo)師李哲英教授的悉一指導(dǎo)下完成的,李哲英教授嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我極大的影響和幫助。在此衷。感謝多年來(lái)李老師對(duì)我的關(guān)心和指導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)室工作及完成論文期蒯,梁仁杰,李子揚(yáng)、朱振華等同學(xué)對(duì)我論文的撰寫(xiě)及研究工作給予了熱情而細(xì)致的幫助,在此也向他們表達(dá)我的感激之情。最后,要特別感謝我的父母,是他們?cè)谏钌蠈?duì)我的關(guān)心,在學(xué)習(xí)上

7、對(duì)我的理解與支持才使我能夠在學(xué)校專(zhuān)心完成我的學(xué)業(yè)。引言引言.研究背景集成電路產(chǎn)業(yè)自上世紀(jì)七十年代到今天,一直遵循著摩爾定律在不斷向前發(fā)展,即每?jī)赡昙啥仍黾颖?成本降低/。隨著集成電路設(shè)計(jì)和制造工藝的進(jìn)步,芯片設(shè)計(jì)已進(jìn)入到階段,即可以在單個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)的集成。當(dāng)今的能夠在一塊芯片上整合、、數(shù)字電路、模擬電路、存儲(chǔ)器及片上可編程等多種電路,綜合實(shí)現(xiàn)圖像處理、語(yǔ)音處理、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)處理等多種功能。專(zhuān)家預(yù)計(jì),在今后年罩集成電路產(chǎn)業(yè)仍將繼續(xù)遵循摩爾定律向前發(fā)展,且仍將有年的增長(zhǎng)期。當(dāng)今集成電路發(fā)展的特征主要體現(xiàn)在尺寸小型化與功

8、能整合化這兩個(gè)方面。尺寸小型化:晶體管的特征尺寸將繼續(xù)縮小,從已廣泛應(yīng)用的深亞微米級(jí)到逐漸成熟的納米級(jí)。功能整合化:片上系統(tǒng)芯片可以在一塊芯片上整合,,數(shù)字模塊,模擬模塊,存儲(chǔ)器以及可編程邏輯等多種混合電路,完成如圖像處理,通信協(xié)議處理等復(fù)雜任務(wù)。已成為微電子技術(shù)發(fā)展的重中之