应用系统层级设计方法在soc平台架构之探讨.pdfVIP

應用系統層級設計方法在 SoC 平臺架構之探討 陳振隆 王勝德 國立台彎大學電機工程學系 sdwang@.tw 摘要 作，以邏輯合成軟體得到電路佈局圖 (netlist) ，此時邏輯合成軟體會考量到面 隨著 IC 製程的進步，今日已可以將上 積、操作頻率等限制，基於特定的半導體 連接技術而構成電路。這種精確的描述方 億個電晶體置入到一個晶片中，也使得今 式確保了電路的可製造性，但也產生了一 日系統晶片的設計日趨複雜。系統層級的 些問題。系統開發人員設計整個晶片系統 設計方法使得系統開發人員可以提高設計 (SOC) ，必須先花費冗長的時間開發各個 的抽象層次，在設計階段能快速的進行實 硬體 IP ，例如 MPU(Main Processing 驗，收集數據加以分析與改良系統架構， Unit) 、On-Chip Memory 、系統匯流排、中 進而降低系統單晶片開發的複雜度。本篇 斷控制器、數位訊號處理器(Digital Signal Processor ) 等電路元件，開發各個 IP 元 論文使用了 CoWare的系統層級開發工具 件，並且驗證這些 IP是否符合規格，接著 ConvergenSC ，並採用SystemC硬體描述 整合這些開發完成之 IP 成為單一系統 語言。在這篇論文中以交易層級模組化方 後，加入軟體進行系統模擬驗證。這些過 法設計各個硬體元件建立抽象模型，並使 程耗時與系統架構不易修改、模擬過程緩 用這些工具在高抽象層次建構三個交易層 慢且不易收集分析數據。因此設計人員往 級的虛擬原型系統架構，藉由模擬出來的 往無法在硬體實際製造出來前，撰寫測試 數據分析各個系統架構的效能，並加以探 程式，以確認所有的時序與功能都符合預 期的規畫。 討在各個系統架構的優劣點 。 一個專為特定應用設計的系統有著一 關鍵詞 ：電子系統層級；系統單晶片；架 個包括處理器的硬體架構，部分的功能在 構探討。 處理器上執行，而其他功能則用特殊設計 的硬體來執行，這就是所謂的嵌入式系 1.序論 統，因此當面臨著這種龐大的系統設計問 題，需要一個有系統的、分層的設計方法。 當代的晶片中有著龐大的電晶體數與 系統層級設計方法則帶來了這種新的設計 強大的設計功能，但其複雜度也遠超過我 理念，由於在架構設計階段所應該考量的 們頭腦所能處理的範圍。傳統的主流設計 是改良軟硬體架構，而不是針對單一元件 來做改良，因此將硬體描述的抽象層級由 方法是以 RTL(Register Transfer