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随着集成电路设计技术和深亚微米制造技术的飞速发展,集成电路的规模越来越大,单芯片解决方案已经可以容纳系统设计,形成片上系统(SoC:SystemonaChip),但是设计能力的提高落后于芯片复杂性增长的步伐。同时,竞争的加剧要求对市场具有快速的反应能力,即降低产品开发周期。设计能力和芯片所能提供的集成能力增长差距的扩大阻碍了片上系统的有效开发。为解决这一矛盾,必须提高设计人员的设计能力,降低产品的开发周期和成本。SoC的IP可重用设计方法是有效的解决方案。
为实现模块间正常通讯,本文首先分析了基于标准总线的设计方法。在基于标准总线的基础上,可以将基于总线设计的模块集成到系统中来。但是不同的总线具有各自的特点来适应特定的应用领域,建立单一的总线标准就无法满足用户的要求。因此,为使这些不同来源的模块一起正常工作,建立了基于标准接口的设计方法。本文给出了完整的IP模块的实现流程,同时结合实现流程对IP设计的重要环节进行了详细的讨论,并且针对IP模块的逻辑综合策略和功能验证部分给予了充分的阐述。
在本文的最后一章具体实现了一个应用于TigerXSoC系统的IP模块UART的设计。从两个方面研究了基于IP模块的可重用设计方法:可重用IP模块的设计和IP模块在系统级的重用。前者是模块的设计方法,是为了实现IP的高度可重用性而进行的设计;后者是系统级的设计方法,通过模块在系统级的应用来对IP模块进行的设计和验证。二者的领域虽然不同,但是两者是紧密相连的不可分割的整体。只有建立起有效的基于IP模块系统级设计方法,才能更好的重用IP模块;也只有建立起高质量的可重用的IP模块,才能进行高效的系统设计。
本文的研究成果对SoC系统设计以及SoC系统平台的开发和研究具有一定的指导意义和应用价值。