IP-设计开发指南与IP核评测

IP设计开发指南与IP核评测报告人：温天元[e-mail][phone]-8103目录„IP核设计开发指南„IP核评测与认证Agenda„Introduction„IPReuse„IPUseable„IPDesignedGuideDoc.SystemOnaChipzLogic(CPU,DSP)zMemory(SRAM,ROM,EPROM,FeRAM,MRAM,DRAM)zAnalogorMixedSignal(DAC,ADC)zMEMSzOptoelectronicFunctionSoCSoCC1:由于芯片集成度指数级增长引起的复杂性---更多的器件---更大的功耗---异种器件、部件或电路的集成C2:由于特征尺寸指数级减小引起的复杂性---互连线延迟---耦合噪声---EMIC3:嵌入处理器---软硬件协同设计---嵌入OS和应用软件More&morecomplexHWMorecomplexEmbeddedSWApplications设计复杂性∝C1xC2xC3SOC设计的复杂性Source:2002CollettInternationalResearch,Inc.FirstsiliconsuccessFirstsiliconsuccess199920022004100%39%44%48%NorthAmericaRe-spinStatisticsSoC’sRequiringOneormorere-spins:61%Source:InternationalBusinessStrategies(Feb02)TimeToMarketCounts!WhyIsSoDifficultDesignSoC?SoCRespinsIC/ASICDesignsHavingOneorMoreRe-SpinsbyTypeofFlaw4%13%17%17%20%21%23%25%28%29%67%35%OtherFirmwarePowerRaceConditionIRDropsMixed-SignalInterfaceYieldClockingSlowPathNoiseAnalogCircuitLogicorFunctional0%10%20%30%40%50%60%70%Source:CollettInternationalResearch(Apr02)By200580%ofaBy200580%ofaSoCSoCWillConsistofPreWillConsistofPre--designedIPBlocksdesignedIPBlocksPredesignedBlocksasaPercentofSoCs50%80%95%200020052010Source:Dataquest,2000MostofthecircuitryinMostofthecircuitryinSoCsSoCswillbeacquired,notdesignedwillbeacquired,notdesignedInIn--houseIPhouseIP33rdPartyIPrdPartyIPCustomerDesignedCustomerDesignedUsingUsingFoundationFoundationBuildingBuildingBlocksBlocksIPDefine:为满足TTM的要求SoC的设计要采用新的设计方法学来提高设计效率。目前多采用基于平台的设计方法，用已设计好的模块来集成，这些模块就称为IP(IntellectualProperty)核。IP的可用性IP的复用性Agenda„Introduction„IPReuse„IPUseable„IPDesignedGuideIPReuse软IP固IP硬IP验证IPSpec.文档功能验证文档IP开发与集成的功能验证分类标准提交什么？什么格式？满足性能？如何验证？费用多少？NeedCleanHand-of如何发布？如何包装？如何保护？属性描述、选择和转让格式标准IPIP产业面临的挑战产业面临的挑战Howtochoose？基于接口的设计基于接口的设计灵活性灵活性&&可移植性可移植性VC接口真正的“Mix&Match”真正的真正的““Mix&MatchMix&Match””VCI接口协议规范VCI（VirtualComponentInterface）是定义一个通用接口，以便任何来源的IP都可以在芯片集成者的SoC内进行互连。按这种方式，IP就不再局限为被设计者一次使用。它们可以被反复重用。采用VCI作为自身接口的IP模块即可直接点对点地连接，也可通过带有VCI接口的总线进行互连。VCI的定义包括：¾一个请求响应协议¾一个传输请求响应的协议¾这些请求和响应的内容和编码VCI/AHBHostI/FVCIRXRXI/FHostI/FTXTXI/FFIFOBufferControl10/100MACVCIVCIVCIPHYHostDMATransaction10/100BusControllerLayerMACVCI接口:forexampleOCP接口协议规范OCP-IP接口标准OCP-IP的OCP规范，开发于2001年，2003年推出2.0版，有工具，有技术支持，目前OCP-IP的成员有110家左右。当各IP模块集成到SoC上时，原本IP边界上的I/O端口会嵌入到SoC内部，不能被芯片外界访问到，IP核失去了原本的可控制性和可观察性。如何通过SoC芯片的I/O端口访问到内部的IP核是一个必须解决的问题。必须进行IP核测试访问机制的研究。目前，VSIA和IEEE提出了一些解决方案和标准，如IEEE的P1500标准（草案），VSIA测试访问体系结构（TST21.0）。IP核测试存取结构标准IP核质量标准采用第三方提供的IP核，IP核的性能和可靠性如何保证，IP售主提供的验证方法和测试向量是否足够测试IP等问题，都是IP使用过程中必须考虑的。例如，要设计一个高质量的IP，在系统级就应考虑设计风格，时钟策略，复位方式，验证策略，可测性设计，低功耗设计等。还有RTL级的代码编写质量，作为IP核的HDL代码的编写要具有可读性、可移植性和可综合性等。这些都是IP核质量标准应涉及的内容。IPProviderIPIntegrator集成电路IP核标准体系IP核质量评估标准IP核接口设计标准IP核交付使用文档规范/标准IP核知识产权保护标准集成电路IP核标准体系IP核标准框架IP打包和集成自动化标准Agenda„Introduction„IPReuse„IPUseable„IPDesignedGuideProblemsonIPDesignRequiredcustomizework44%Hardtotest11%Hardtoimplementationflow7%SpecificError,Ambiguity,Missinterpretation43%Unabletomeetthespecification32%WhatProblemsAreWeFacingToday?„Timetomarket„DesignproductivityPeopleEffectivenessDesignMethodologyDesignTechnology7X4X3X“Thedifferencebetweenthemostandleastproductivedesignteamsis14X”RonCollettandSynopsysDataDimensionsofDesignCompetitivenessDesignComplexityDesignProductivityDesignersToolsMethodologyTimeComplexityAgenda„Introduction„IPReuse„IPUseable„IPDesignedGuideIP开发指南初稿根据标准，由CSIP和哈工大合作提供一套标准应用指南，作为用户用好标准的指导性文件。包括:1.目录结构管理规范(DirectoryStructureManagementSpecification)2.可交付项规范(DeliverablesSpecification)3.文档结构规范指南(DocumentationStructureSpecification)4.文档书写标准(DocumentationWritingStandard)5.验证平台开发指南(TestbenchDevelopmentGuide)6.VerilogHDL编码指南(CodingGuide)文档结构规范指南(DocumentationStructureSpecificationGuide)本文档规范定义了下列5个文档：lIPBrief为IP提供一个简洁的概述性描述。该交付项类别：MlFunctionalSpecification提供有关IP的功能描述信息。该交付项类别：MlDesignManual描述IP核详细的设计和实现信息。该交付项类别：CMlFunctionalVerification提供与IP核的功能验证相关的信息和数据。该交付项类别：CMlApplicationNotes提供与IP核的应用有关的信息。该交付项类别：MTheKeyofIPDesign„IP开发项目管理zISO9000管理体系z合理的Schedule„IP开发团队人员结构z软件专业工程师（VIP，验证）z微电子专业工程师(RTL,Circuit,Layout)„IP开发开发流程z统一的开发目录结构、统一的交付格式z统一的文档规范zDesignFlowIP开发目录结构(PTR_DSM)DesignFlow-1:IP开发文档流程NoNoNoYesYesYesYesIP规范(Spec.)Sign-offIP设计文档IP验证策略Sign-offSign-off测试集设计IP设计IPFunctionalSpec.IPDesignDoc.IPVerificationDoc.IPBriefDoc,IPApplicationDoc.IPDeliverableDoc.IPFunctionalSpecification文档„简介„外围接口特性„寄存器描述„功能描述IPFunctionalVerification文档„简介„验证计划„验证组件„验证环境IP设计文档„简介„微体系结构„实现细节（子模块描述）„补充说明IP验证平台开发指南„概述„验证平台结构„层次结构„编码规则AMBAAHBArbitration&Decode&MuxAMBAAPBAHB/APBBridgeAHBMaster/SlaveBFMAHBMonitorAPBMonitorAPBMaster/SlaveBFM3rdPartyIP3rdPartyIPDesign/VerificationPlatformApplicationSpecificLogicμPCPU/DSPHighSpeedPeripheralsE.g.,USB,PeripheralsE.g.,Timer,GPIO,UARTS,MemoryControllerRAMROMApplicationSpecificLogicRAMROMAHBtoAPBBridgeAPBWDT/TimerAPBRTC/INTCAPBCGU/PWMAPBUART/GPIOStaticMemoryInterfaceAHBAHBSDRAMControllerAHBDecoderDecoderAPBAHBArbiterICECPUIMMUDMMUICacheDCacheAHBDMAAHBAHBVCIPCIAHBVCIUSBDSPFPUAHBIP/SoC开发验证平台易扩充的三总线框架：加快芯片的开发进程IP设计其他几个文档„CodingStyle„IPBrief„ApplicationNote„文档书写标准„DeliverablesSpecification目录„IP核设计开发指南„IP核评测与认证目目录录„„评测标准和评测方法评测