SoC芯片中的IP功能:基础与应用解析

CPU 是整个SoC芯片的核心IP,可以运行操作系统和驱动软件,用于控制各个IP进行交互。

DMA:直接存储读写,可以实现存储器到存储器的数据读写操作,或者IP接口到存储器的数据读写操作。

Ext SRAM:是一个接口IP,外部可以连接SRAM存储器,用于程序的运行。

Nand Flash Controller:是一个接口IP,外接Nand Flash,比如手机上常见的64G存储空间,用于存储各类数据。

SD Controller:是一个接口IP,是SD memory的接口,可以通过SD通信协议传输数据,常见的数码项目存储卡,就是SD接口。

SD host:是一个master接口,外接SD slave设备。

USB:是一个slave接口,类似于USB接口的U盘。

AHB Pflash:是片内的存储体,programming flash 存储体,类似于PC的硬盘,可以存放操作系统,驱动软件和应用软件。

AHB SRAM:是片内的内存,CPU上电之后,PC指针从Pflash将程序搬运到SRAM中,SRAM主要是执行程序运行,类似于PC的内存功能。

AHB-Bridge-APB:是ARM公司是的AMBA 2.0 总线协议。

System Controller:用于产生系统的时钟和复位信号。

SPI、IIC、UART是低速串行通信外设接口,可以外接各类传感器,进行数据传输。

OSC:晶振,产生稳定时钟。

PLL:锁相环,用来分频、倍频。

FFT:快速傅里叶变换。

数字IC设计流程:1.确定项目需求:指定芯片的具体指标。2.系统级设计:用系统建模语言对各个模块描述。3.前端设计:RTL设计、RTL仿真、硬件原型验证、电路综合。4.后端设计:版图设计、物理验证、后仿真。

逻辑综合就是把设计实现的RTL代码映射到特定的工艺库上,输出成门级网表Netlist。逻辑综合需要基于特定的综合库,不同的库中,门电路基本标准单元(standard cell)的面积,时序参数是不一样的。逻辑综合工具:Synopsys: Design Compiler (DC).

 

形式验证是从功能上(STA是时序上)对综合后的网表进行验证,常用的就是等价性检查(Equivalence Check )方法,以功能验证后的HDL设计为参考,对比综合后的网表性能,它们是否在功能上存在等价性。这样做是为了保证在逻辑综合过程中没有改变原先HDL描述的电路功能。形式验证工具:Cadence: Conformal, Synopsys: Formality。

 

静态时序分析(STA),这也属于验证范畴,它主要是在时序上对电路进行验证,检查电路是否存在建立时间(setup time)和保持时间(hold time)的违例(violation)。静态时序分析工具:Cadence: Tempus, Synopsys: Prime Time(PT)。TCL Script。STA timing满足,得到最终Netlist。套用特定的时序模型(Timing Model),针对特定电路分析其是否违反设计者给定的时序限制(Timing Constraint)。

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