SoC设计平台中若干IP模块的设计

发布时间：2020-04-07 19:07

【摘要】：半导体技术的飞速发展,使得集成电路的电路规模越来越大,与此带来功能上的全面提升。单一功能的简单芯片已经无法满足用户在复杂多样的应用场景下的需求,SoC(System-on-Chip)的设计方法正是在这种背景下提出来的。SoC已经成为当前IC技术及产业发展的主流和方向,基于平台的SoC设计方法具有设计复用率高、设计周期短和可靠性高等优点,越来越成为SoC设计技术的主流,因此开发基于设计重用技术的SoC设计平台具有重要的研究意义。SoC设计平台主要依托IP复用技术,本论文即为SoC设计平台设计研发若干IP(IntellectualProperty)模块,主要涵盖AHB/APB总线、存储器控制器、通用的系统功能设备以及通用的通信接口等。论文设计了 AHB/APB总线,SRAM控制器、Flash控制器和SD控制器等三种存储器控制器,中断控制器、DMA控制器和定时器等三种系统功能设备以及UART接口、SPI接口、nc接口和GPIO接口等四种通信接口,分别给提出了这些IP模块的结构设计和模块划分方案,并完成各组成模块的详细设计。在SRAM控制器设计中,开发了一个设计的自动化配置脚本,可自动生成与用户指定SRAM配置相匹配的SRAM控制器RTL代码。论文结合Makefile脚本、Perl脚本以及UVM验证方法学,构建了一个电路模块功能仿真的自动化验证平台,对前文所设计的IP模块进行了功能仿真。仿真结果表明,论文设计的IP模块满足各项功能要求。
【图文】：

集成电路产业,商务,互联网,集成电路

于设计重用术和软硬件协同设计的ＳｏＣ设计平台的开发具有重要的研意义［３］。逡逑．２邋１Ｃ产业技术的发展以及对ＳｏＣ设计平台的需求逡逑在２０世纪６０年集成电路诞生之初，由于电路的集成度低，结构简单，因此电路设逡逑不是主流的发展方向，此时的１Ｃ公甸主要的研宄方向是集成电路的制造技术。在这逡逑段阶段的半导体公司不仅需要完成集成电路的设计和生成加工，还需要对加工的仪器逡逑备进行研宄和生产。随着集成电路规模的不断增加，对集成电路生产制造设备的精度逡逑求越来越高。随之带来的就是生产设备造价的攀升。１Ｃ厂商由于无法继续源源不断逡逑将资金投入到生产设备的研发中去决定将生产设备的开发产业从公司业务中剥离出逡逑，成立专门的设备研发公司。从此半导体厂商能够更加专注的投入到芯片生产设计的逡逑发当中去［４］。逡逑到了邋２０世纪八十年后，，集成电路正式迈入了微电子时代，集成电路的规模达到了逡逑万门的电路级别。集成电路的功能己经十分强大，电路设计的复杂性也不同往日，同逡逑芯片的生产制造能力的不断加强，出现了生产线的产能已经超过了自家芯片的市场需逡逑量。１Ｃ公司又做出了一次重大决策，将生产和设计进一步实现业务独立。从此以后逡逑导体制造的三个研宄方向都分别进行了产业独立，极大的推动了邋１Ｃ技术的研究和发逡逑。逡逑集成电路生成商￣

系统总线,设计平台,合理调度,总线

ＳｏＣ芯片将处理器（ＣＰＵ／ＤＳＰ）、存储器、通用Ｉ／Ｏ接口与设备以及其他专用的设备和逡逑电路等众多ＩＰ核和模块，通过系统总线集成在同一颗芯片，具备非常高的灵活性｜１７１。以ＡＭＢＡ逡逑作为系统总线的一个ＳｏＣ设计平台［１７１的结构如图１．３所示：逡逑ＭＩＢ总线逦ＡＰＢ总线逡逑Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ邋１逡逑ＡＨＢ邋Ｔｏ邋ＡＰＢ逦—￣１邋ＵＡＣＴ接口逡逑￣Ｈａｓｈ逦Ｂｒｉｄｇｅ逡逑Ｃｏｎｉｒｏｌｌｅｒ逦——逦＿——逦——逡逑—＾ＧＰＩＯ控制器逡逑ＩＴＭＡｂ＿＿＿逦：逡逑Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ逦逦逦逦逡逑逦１逦！１（：接｛＂］逡逑嵌入式ＣＰＬＴ核｜咖—逦丨：逡逑逦ｆ定时器控制器逡逑Ｖｉｒｔｕａｌ邋Ｍａｓｔｅｒ邋逦逦逦逦逡逑逦ｉ逦—ｉ邋ＳＰｉ邋接口逡逑Ｉ邋Ｖｉｒｔｕａｌ邋Ｓｌａｖｅ￣］逦逦邋逦逦逡逑图１．３邋ＳｏＣ设计平台结构逡逑系统总线是用于连接系统各个功能模块，通过合理调度以及对总线权限的管理来实现复逡逑杂的系统功能［ｌ８Ｕ由于现在绝大部分的ＳｏＣ懫用的是ＡＭＢＡ总线，而在ＡＭＢＡ总线中以逡逑ＡＭＢＡ２．０最具有代表性。因此本文采用ＡＭＢＡ２．０作为ＳｏＣ设计平台的系统总线。逡逑ＡＭＢＡ邋全称邋Ａｄｖａｎｃｅｄ邋Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ邋Ｂｕｓ邋Ａｅｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ。ＡＭＢＡ邋协议主要包三个部分
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN47

【参考文献】