SoC芯片设计方法及标准化

随着集成电路技术的迅速发展，集成电路已进入系统级芯片（SoC)设计时代，SoC芯片的集成度越来越高，单芯片上的集成度和操作频率越来越高，投放市场的时间要求越来越短，为了实现这样的SoC芯片，设计越来越依赖IP模块的重用，SoC复杂性的提高和IP模块的多样化，SoC芯片中多个厂商不同IP模块的使用，导致了IP模块可重用的许多问题，IP模块和片上总线，以及EDA工具接口的标准化，是解决IP模块标准化的很好途径，另一方面，SoC芯片设计的复杂性和嵌入软件所占比重的增加，要求更高层次的系统抽象和软硬件的协同设计，使用更流地的设计进行系统的硬件设计和更有效的系统设计方法，描述了SoC芯片设计中的IP模块可重用技术以及所存在的问题，介绍了SoC IP模块和片上总线结构的标准化，讨论了基于C／C＋＋扩展类库的系统级描述语言和基于平台的SoC设计方法。     

SoC中基于OCP-SystemC的虚部件库设计研究

在传统的软硬件协同设计中,硬件采用的是RTL描述(用硬件描述语言HDL描述),而软件通常采用C或者C++语言进行描述,这种语言描述的不一致会加大协同验证仿真的难度,从而导致系统设计过程的反复。文章提出了一种基于OCP-SystemC的虚部件库设计方法,将其应用在设计实现的SOC-CDE软硬件协同设计环境中。在虚部件库设计中,使用SystemC来描述虚部件的功能(行为),同时采用OCP协议对虚部件进行接口和性能方面的封装,以满足利用软硬件划分的结果所构建的虚部件级SoC系统仿真与评价的需要。     

基于SystemC的嵌入式系统软硬件协同设计

提出了一种基于SystemC的嵌入式系统软硬件协同设计方法。SystemC是OSCI(OpenSystemCIni tiative)组织制定和维护的一种开放源代码的C 建模平台 ,提供支持硬件建模和仿真的C 类库及相应的仿真内核。通过SystemC的支持 ,该方法在整个嵌入式系统设计流程内使用C 语言来统一描述硬件和软件 ,实现软硬件的协同设计和仿真。该方法同传统的设计方法相比更加灵活和有效。     

C语言系统描述的HCDFG-Ⅱ实现

C语言是系统设计中一种主要的系统描述语言，在系统级软硬件协同验证及随后的软硬件划分、接口综合和行为综合等中都需要把C语言的系统描述转化为控制数据流图。本文介绍了一种层次化控制数据流图HCDFG-Ⅱ模型，以及从C语言生成该模型的方法。HCDFG-Ⅱ的层次化模型分为函数／进程级、语句级和操作级，根据需要可以生成不同级别的模型。本文讨论了C语言中各种控制结构及数组、指针、联合和结构等复杂数据类型生成HCDFG-Ⅱ的方法。     

系统集成芯片综述

集成电路芯片工艺的发展已可使一个系统或一个子系统集成在一个芯片上 ,称为系统集成芯片。本文综述了系统集成芯片的硬件构造、超长指令 (VLIW )结构、芯片嵌入软件及软硬件协同设计方法。     

基于CDM模型的软硬件协同设计与实现

针对CDM模型和传统软硬件设计方法的不足，提出了实现软硬件协同设计与验证的HSCT平台：由多层抽象模型组成，以基于C＋＋的系统硬件语言SystemC作为单一的语言工具，分层细化，达到软硬件同步设计和验证的目的，提高了设计的效率和可靠性。     

嵌入式系统软硬件协同验证中软件验证方法

随着集成电路及计算机技术的发展,嵌入式系统设计变得越来越复杂．复杂的嵌入式系统设计,通常采用验证的手段检验系统设计的正确性,硬件验证通常是在硬件设计描述的基础上建立用于模拟硬件功能的硬件模拟器;软件验证常用的方法是建立处理器功能模型(指令集模拟器ISS),逐条解释嵌入式软件在目标机器上的执行过程,产生模拟输出,驱动外围电路(即硬件设计)．指令集模拟器从底层时序关系模拟嵌入式软件在目标CPU上运行过程．对于复杂嵌入式系统设计,ISS模拟速度通常成为协同模拟瓶颈．基于RTOS的嵌入式软件快速验证方法可以有效地提高软件模拟速度,扩展RTOS功能,适应协同模拟需要,建立硬件模拟驱动,实现软件和硬件模拟器通信连接和协同模拟同步控制．基于RTOS的嵌入式软件验证方法以编译代码模型为基础,从系统行为级验证嵌入式软件功能,验证速度快．在实际应用中,该方法和ISS验证相结合,能够实现更有效、更快速的嵌入式系统协同验证．最后以几个典型硬件设计为基础,编写相应的控制软件,进行软硬件协同验证实验,实验结果数据说明该验证方法实用、有效、快速．     

使用SystemC2.0进行SoC设计建模仿真

系统级建模是大规模集成电路设计的一个重要阶段,它实现了设计从文本规范向功能实现的过渡,传统方法中一直使用硬件描述语言(HDL)来完成系统级建模,其弊端在于建模的效率低不适应如今SoC设计的要求。SystemC作为一种基于C 语言的新型硬件设计语言较已有的HDL语言在系统级建模、软硬件协调设计方面更具优势,因此也更适用于SoC的设计建模,该文介绍了SystemC的最新版本SystemC2．0的使用特点以及如何利用其进行SoC顶层设计的方法,并通过对一个短消息平台的建模实例说明如何具体使用SystemC2．0,通过与传统方法的比较可以得出结论,SystemC可以迅速有效地实现SoC系统级的建模。     

SoC设计中支持软硬件划分的虚拟微处理器

在SoC系统软硬件协同没计过程中，采用WISHBONE总线协议标准来构造虚部件级SoC系统，将经过软硬件划分后的软件和硬件在虚部件级进行协同仿真，再进行实部件级的综合。提出了一种基于ARMSim仿真内核的虚部件级微处理器(虚拟微处理器)的模型构造方法，可以简化SoC系统的设计。     

基于VPI技术的全芯片混合仿真

仿真技术在IC设计的各个流程中都具有重要意义.基于纯软件描述语言(如C/C++)的仿真方法具有抽象层次灵活、仿真速度快等优点,但周期精确的模型库一般较难获取,而基于纯硬件描述语言如(Verilog HDL)的硬件前端仿真方法则具有周期精确、IP库充沛等优点,但其仿真速度一般较慢.因此,本文提出一种基于VPI技术的全芯片混合仿真方法,将软件模型与硬件模型灵活组合,通过桥接的方式实现软硬件混合仿真.该全芯片混合仿真平台既保证了系统周期精确的特性又维持了整个仿真系统的功能完整性,同时还大幅提升了仿真速度.最后在一款实际的工业级DSP设计中验证了该方法的有效性.     

基于SystemC的嵌入式系统设计

本文提出了一种基于SystemC的嵌入式系统设计方法，SystemC是OSCI（Open SystemC Initiative)组织制定和维护的一种开放源代码的C＋＋建模平台，提供支持硬件建模和仿真的C＋＋类库及相应的仿真内核，SystemC消除了一直存在于系统级设计和硬件设计之间的语言隔阂，支持在整个嵌入式系统设计流程内使用C＋＋来统一描述硬件和软件，基于C＋＋的系统功能定义能够方便有效地映为硬件实现部分和软件实现部分，该方法同传统的设计方法相比更加灵活和有效。     

一种基于SystemC的系统级软硬件协同设计新模型

分析了SystemC的建模特性,提出了一种基于SystemC的系统级设计新模型,即从系统功能描述开始逐步细化,建立模型间通信抽象的事务模型,对抽象通信具体化,最后形成通信模型。以此为基础进行RTL级综合,完成软硬件协同设计。本方法应用于一款导航芯片的设计,有效地缩短了研制周期,降低了开发成本,提高了系统设计质量。     

基于Verilog HDL到SystemC编译中头文件嵌套关系的研究

随着大规模集成电路的快速发展,软硬件的协同设计和验证技术变得越来越重要,其中硬件语言Verilog HDL和软件语言SystemC之间的编译转换问题也变得热门.本文研究在Verilog HDL到SystemC编译语义转化中,等效生成SystemC头文件的嵌套关系问题.首先提出问题模型,然后利用构造依赖树的算法设计解决问...     

SystemC在SoC总线交易级建模的研究与应用

采用了SystemC，结合SoC片上总线，探讨了在交易级的建模方法，并结合数字视频后处理芯片给出了建模实例。基于SystemC的SoC总线模型有效地克服了SoC软硬件协同设计的时间瓶颈问题，提高了开发效率，缩短了产品的开发周期。     

浮点加法的SystemC设计

以IEEE754标准格式中的单精度格式为标准,进行浮点加法器的设计。SystemC作为一种基于C 语言的新型硬件设计语言比较原有的HDL语言在系统级建模、软硬件协调设计方面更具优势,因此也更适用于SoC的设计建模。通过对浮点加法流程的分析,以其算法设计和结构映射为例,对浮点加法步骤加以讨论,得出合适于标准格式的设计,并结合如何应用SystemC进行系统设计,给出浮点加法器部分模块的SystemC描述。     

基于UML的SoC建模设计方法研究

随着集成电路制造工艺的发展,嵌入式计算机应用向着SoC的方向发展。为了适应制造工艺对SoC设计能力的要求,提高SoC的设计效率,成为了很紧迫的必要任务。采用统一的SoC系统级建模语言SystemC、软/硬件协同设计技术、基于IP核复用等技术的SoC设计流程,在一定程度上满足了SoC设计要求。在现有SoC设计流程基础上,结合UML的模型驱动框架（MDA）设计方法,在当前的SoC设计流程的系统需求规约描述、硬件实时反应式系统建模、软件模块设计实现中采用UML针对SoC的轻量型扩展特性,可以很大程度地改进提高SoC的设计流程效率。     

基于多代理系统的软硬件协同设计

为使软硬件协同设计过程更具分布性、自主性及并行性,在软硬件协同设计中引入多代理(MAS)技术,提出软硬件协同设计的MAS模型,包括系统描述Agent、软硬件划分及映射Agent、软硬件设计Agent、协同通信Agent、性能评估Agent和硬件系统测试Agent的构建和应用。采用多个目标代理映射、协商的方法协调整个协同设计过程。实际应用表明,该方法能优化系统级芯片设计方案、软硬件结构和功能,并提高系统整体性能。     

事务级AHB总线模型研究*

为了克服RTL级AHB总线模型的局限性,提出了采用标准C++扩充的软硬件统一建模语言SystemC构建事务级的AHB总线模型的方法。该方法利用端口来连接模块和通道,利用通道来实现接口中定义的方法。经仿真验证,时序完全符合AHB总线标准,运行速度远高于RTL级下的同类模型。该模型可以有效地克服软硬件协同设计中的时间瓶颈,提高SoC的设计效率,降低设计复杂度,缩短芯片产品的上市时间。