基于龙芯IP核SoC芯片的FPGA验证技术研究

阐述了片上系统(SoC)设计的发展情况和现场可编程门阵列(FPGA)的独特优势,为基于龙芯I号处理器IP核的SoC设计了FPGA验证平台,并介绍了怎样利用该平台进行软硬件协同设计、SoC系统移植、IP核验证和运行实时操作系统。     

利用UML-RT序列图支持基于事务的SoC系统级功能验证

SoC基于事务的验证方法面临的一个重要问题是如何设计验证系统级复杂交互行为的事务测试序列。基于场景的序列图是设计人员捕获系统级功能规约的良好方法。本文提出了一种利用UML-RT序列图捕获SoC各个IP核之间的通信协作行为,为基于事务的验证建立高层规约,指导系统级测试序列生成的方法。我们自行开发了一个基于构件的事务验证环境SoC-CBTVE,并在该环境中利用本文的方法对一个典型的SoC设计进行了验证和分析。实验结果表明,利用UML-RT序列图能够捕获SoC系统级IP核之间的复杂通信行为,有效支持SoC系统级功能验证。     

SoC可测性技术研究

超深亚微米工艺和基于可复用嵌入式IP模块的系统级芯片(SoC)设计方法使测试面临新的挑战,需要研究开发新的测试方法和策略.介绍了可测性设计技术常用的几种方法,从芯核级综述了数字逻辑模块、模拟电路、内存、处理器、第三方IP核等的测试问题,并对SoC可测性设计策略进行了探讨,最后展望了SoC测试未来的发展方向.     

基于AMBA总线接口的以太网IP核

介绍了一款32位SoC芯片中基于AMBA AHB总线接口的以太网IP核的设计。目前该IP核已通过RTL级测试与FPGA验证。通过性能测试，表明该以太网IP核能满足许多实际应用的需求。由于其具有标准的总线接口，因此完全可以作为一个可重用的IP核。     

基于IP核复用的SoC设计技术探讨

以IP(IntellectualProperty)核复用为基础的SoC(SystemonaChip,简称SoC)设计是以软硬件协同设计为主要设计方法的芯片设计技术。本文从IP核复用技术、软硬件协同设计技术两个方面探讨了SoC设计中的关键技术。其中以OCP及Wishbone总线为例,总结了片上总线的特点及其接口技术,讨论了IP核复用技术的应用方法及优势;通过与传统的IC设计相比较,描述了软硬件协同设计的流程特征,并探讨了软硬件协同仿真技术,同时其发展趋势作了展望。     

面向工程的SoC技术及其挑战

系统集成芯片(SoC)是21世纪集成电路的发展方向，它以IP核复用技术、超深亚微米工艺技术和软硬件协同设计技术为支撑，是系统集成和微电子设计领域的一场革命。该文阐述了SoC的设计与验证、IP的开发与复用以及工程化SoC所面临的超深亚微米下的物理综合、软硬件协同设计、低功耗设计、可测性设计和可重用技术等方面的挑战。     

SOC设计中的核心技术

随着集成电路深亚微米设计技术、制造技术的迅速发展，集成电路已经进入片上系统（System on a Chip，简称SoC）时代。SoC设计技术是以IP（Intellectual Property）核复用为基础，以软硬件协同设计为主要设计方法的芯片设计技术，本文从IP核复用技术、软硬件协同设计技术两个方面探讨了SoC设计中的核心技术。     

SoC测试访问机制和测试壳的蚁群联合优化

针对系统级芯片(SoC)测试壳优化和测试访问机制的测试总线划分问题,提出了基于蚁群算法的SoC Wrapper/TAM联合优化方法.构造蚁群算法时首先进行IP核的测试壳优化,用于缩短最长扫描链长度,减少单个IP核的测试时间;在此基础上进行TAM结构的蚁群优化,通过算法迭代逼近测试总线的最优划分,从而缩短SoC测试时间.对ITC2002基准SoC电路进行实验的结果表明,该方法能有效地解决SoC测试优化问题.     

基于嵌入式处理器软核的DVB-S基带处理系统

完整地给出了一种利用SoPC策略在大规模FPGA上实现高度集成的DVB-S前端基带处理系统的SoC实现.从系统模型设计入手,综合运用了集成电路和SoC设计手段设计验证了基带处理IP,并整合了嵌入式处理器(Nios)软核及其应用程序,极大地提高了系统性能并降低了总体成本.还提出了基于混合层次仿真的设计验证方法.     

无MCU的USB2.0设备控制器IP设计与验证

实现了一种无需MCU的USB2.0设备控制器IP核.使用硬件电路代替传统单片机实现的MCU和固件功能,支持高速(480 Mb/s)和全速(12 Mb/s)传输.所设计的IP核在FPGA上经过了验证,结果表明它可以作为独立的模块用于SoC系统中.     

基于IP复用的片上级系统的构建与验证

以一款基于IP复用的片上级系统(SHU-MV07)的设计过程为具体对象,介绍了多个IP核嵌入同一个系统所遇到的问题和解决方法;不仅给出每个IP核的嵌入方案,而且给出了整个片上级系统的验证方法;对于由模拟的IP核的嵌入而带来的验证问题,提出了一种基于NanoSim的混合信号条件下的全芯片级的验证方法;采用本方法验证了数模混合系统级的芯片(SHU-MV07)的时间大大缩短,并且通过了流片一次成功,证明了本方法的有效性。     

一种用于数字视频媒体处理的SoC平台设计

提出了一种HDTV解码器片上系统(SoC)平台的设计，可进行多种IP核的集成，如MIPs CPU、HDTV视频解码器、视频处理器、OSD及外围IP设备，这些IP核分别可通过一个独立的接口与平台相连接。通过对总线和存储器访问带宽的估计，可以进行有效的数据通路管理。无需改变平台的系统结构就可灵活地添加新的功能，因此该SoC架构适合广泛地应用于数字视频媒体处理。     

基于uC/OS-II的“龙芯1”SoC验证方法

片上系统(SoC)的设计日益复杂,规模趋于庞大,这使得SoC的功能验证与测试成为IC设计的瓶颈.uC/OS-II是一种简洁的、可移植的、可裁减的与支持多任务的嵌入式实时操作系统.本文介绍了uC/OS-II在基于"龙芯1"SoC上的移植工作,重点讨论了在虚拟仿真与FPGA验证平台两种环境下运行uC/OS-II及其上层应用程序来测试"龙芯1"SoC的方法,并取得了良好的效果.     

面向测试优化的片上网络映射算法

针对复杂片上系统(SoC)芯片的片上网络(NoC）映射方案未考虑测试需求的问题,提出了一种面向测试优化的NoC映射算法,兼顾了可测性的提升和映射开销的最小化。该映射方案首先依据特定的测试结构,使用划分算法进行片上系统所有IP核的测试分组,其优化目标为测试时间最短;之后,再基于分组内IP核之间的通信量,应用遗传算法实现NoC映射,其优化目标是在测试优化的基础上实现映射开销最小。通过多个ITC'02测试基准电路进行的实验结果表明:应用该方案后,测试时间平均减少12.67%;与随机任务映射相比,映射代价平均减少24.5%。     

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。     

深亚微米SoC芯片的可测试性设计

深亚微米工艺使SoC芯片集成越来越复杂的功能,测试开发的难度也不断提高。由各种电路结构以及设计风格组成的异构系统使测试复杂度大大提高,增加了测试时间以及测试成本。描述了一款通讯基带SoC芯片的DFT实现,这款混合信号基带芯片包含模拟和数字子系统,IP核以及片上嵌入式存储器,为了满足测试需求,通过片上测试控制单元,控制SoC各种测试模式,支持传统的扫描测试以及专门针对深亚微米工艺的,操作在不同时钟频率和时钟域的基于扫描的延迟测试模式,可配置的片上存储器的BIST操作以及其它一些特定测试模式。     

SoC片上通信结构的研究综述

由于系统芯片中IP核数目的逐渐增大,片上通信结构逐渐成了整个SoC的性能瓶颈,基于共享总线的SoC通信结构具有无法克服的局限性,这就对传统的共享总线片上通信系统提出了严峻的挑战。文中全面综述了近些年片上通信系统方面的研究,分析了共享总线,交叉开关,点到点,片上网络NoC(Network on Chip),混合互连五种片上通信结构的优缺点,以及对整个系统芯片性能的影响.最后指出片上通信研究的方向。     

SoC设计中嵌入存储器对ATPG的影响

在ASIC设计中，越来越多地采用了So（systems-on0a-chip）方法，同时也因为采用各种IP核和嵌入存储器，给芯片的设计和测试带来了复杂性，特别是在ATPG中这些单元对故障覆盖率有较大的影响，现在已经有一些测试嵌入存储器本身的方法，但这些方法一般不考虑嵌入存储器对周围逻辑可测性的影响，在分析了嵌入存储器对ATPG的影响后，提出了消除这些影响的RTL级的DFT方法，这种方法得到了实验的检验。