Кристаллдағы жүйелер. Жобалау және дамыту

МАЗМҰНЫ

Алғы сөз ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12
1 тарау. SoC жобалауының қысқаша даму тарихы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
SoC Жобалауының дамуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
SoC жобалауының электронды өндіріске әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...18
Стандарттар маңыздылығы және Өнеркәсіп Ассоциациясы ... ... ... ... ... ... ... .19
SoC дамуындағы Үкіметтің рөлі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 21
SoC жобалауындағы негізгі мәселелер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .23
Әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..24
2 тарау. SOC әлемдік нарығы, жүзеге асу амалдары, анықтамалар ... ... ... ... ... ..25
SoC әлемдік нарығының дамуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25
SoC жобалауындағы негізгі мәселелер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .28
SoC.ты жүзеге асыру амалдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
Терминдер мен анықтамалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..33
Әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..34
3 тарау. Жобалау мен SoC өндірісінің инфрақұрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..35
Жартылайөткізгіштер мен жүйелік саланың өзгеру табиғаты:
Жүйелік Компаниялардың Де. интеграциясы және Де.вертикализациясы ... ..35
Болашақ көріністер . SoC жобалауының инфрақұрылымы
және саланың ішіндегі өзара әрекеттесуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .43
Аппаратты облыстағы тәуелсіз IP Компаниялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..44
Бағдарламалық облыстағы тәуелсіз IP Компаниялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...45
EDA Компаниялары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .46
Фабрикасыз жартылайөткізгіштік Компаниялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .48
Таза Фабрикалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .50
Аппаратты.бағдарланған жүйелік Компаниялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 51
Аппаратты және бағдарлама бөлігі бар жүйелік Компаниялар ... ... ... ... ... ... ..51
Интеграцияланған құрылғылардың өндірушілері (IDM) ... ... ... ... ... ... ... ... 52
Қолданылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...54
4 тарау. SoC жобалауына арналған ІР блоктар мен кітапханасы ... ... ... ... ... ... ..55
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..55
ІР блоктарға арналған стандарттар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..56
ІР Блоктардан Виртуалды Құраушыларға ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 57
Чиптегі жүйені жобалау стилдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .58
Блоктар негізінде жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .59
Тұғырнамалық жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .61
ASIC және ASSP жобалауының эволюциясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 63
IP кітапханаларға қойылатын талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .64
ІР блок үшін біріктіру архитектуралары және оның салдары ... ... ... ... ... ... .65
IP блоктың бейімделуі: Коммуникативті қабықшалары ... ... ... ... ..66
IP біріктіруінің сапасы,
Сертификатталған әдістер мен стандарттар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..66
Әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 67
5 тарау. SoC жобалау процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...69
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 69
SoC жобалау маршруты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...69
Жобалаудың жүйелік деңгейі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..77
SoC жаңа архитектуралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..79
Әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..80
6 тарау. Жүйелік деңгейде жобалаудағы SystemC тілі ... ... ... ... ... ... ... ... ... 81
Кіріспе . SystemC пайдалануының артықшылығы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..81
SystemC мәнмәтіні ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 86
SystemC аспектілері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...87
Модельдеу дәлдігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...87
Есептеу модельдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...89
Функционалдық модельдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .90
Транзакция деңгейінде модельдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..91
RTL деңгейі және жүзеге асырумен байланыс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..92
Верификациялық кеңейтілімдер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..93
Қорытынды . SystemC тілінің болашақ дамуы
және SLD (System.Level.Design) талаптары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..94
Әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .96
7 тарау. SystemC негізіндегі верификация және SoC жобалауы ... ... ... ... ... ... ... 97
Функционалды Виртуалды Прототип үлгісінің құрылуы ... ... ... ... ... ... ... ... 98
FVP.ны қолданудың үлгілері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .100
Кіріктірме бағдарламаларды құру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .100
Функционалды верификация (анықтау) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..100
Аппараттық Бөлімді құру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..101
Жүйелік архитектураның күйге келтірілуі (настройка) ... ... ... ... ... ... ... ... .101
SW қолданбасының кодын құру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...102
FVP иерархиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..102
Жобаны жүйелік деңгейде зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 102
Транзакция көмегімен FVP талдауы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .105
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .106
Әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..106
8 тарау. Алгортимдарды ескере отыра SoC жобалауы мен аппаратты. бағдарламалы платформалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..107
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 107
Басты он бөгет
Сымсыз 3G технологиясы
1. Тұрақты стандарттар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...107
2. DSP өндірісін жақсатру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...108
3. Бағдарламалық қамсыздандарудың күрделенуі ... ... ... ... ... ... ... ... ...108
4. Пайдаланылатын Қуат мөлшерінің кемуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .108
5. Жүйені Жетілдіру
Басқаруды қоректендіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..108
6. Батареяның уақыт ұзақтығын арттыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .109
7. 3G технологиясының Операциялық жүйесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 109
8. Радио . технологияларды жетілдіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...109
9. Бағаны кеміту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...109
10. Жаңа қосымшалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..109
Мәселелерді анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .110
Икемділік пен Интеграция арасындағы таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .110
Бағдарламалық қамсыздандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .110
Пайдалы қуат мөлшерінің аздығы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .111
Жұмыс жолындағы Жиіліктердің (baseband)
Күрделі және ұзақ Алгоритмдер верификациясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... 112
Мультимедиялық Ұялы Телефон мысалы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..112
Жобалау Әдістерінің
Дамуындағы басты бағыттар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...113
Заманауи Жобалау алгоритмдері, Анализі
мен жүзеге асырылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...114
Верификация технология сапасын арттыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...115
Платформалық жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...116
Функцияналды . архитектуралы бірлескен жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..117
Белгілі және пайда болу үрісіндегі Жобалау технологиялары ... ... ... ... ... ... ..119
Жобалау алгоритмі, Анализі
мен жүзеге асырылу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 120
Біріккен Жобалау (CoDesign) әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .123
Сымсыз аймақтардағы
Жобалау маршрутының пайда болуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 124
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...125
Әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .126
9 тарау. Аналогты . аралас SoC жобалауы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 127
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..127
AMS жобалау әдіснамасының дамуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...130
Жоғары . төмен және Төмен . Жоғары әдіснамалары ... ... ... ... ... ... ... ... 132
AMS SoC «Жоғарыдан . төмен» жобалауы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..133
AMS SoC және IP блоктарды қайталап Қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 135
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..136
Әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..136
10 тарау. SoC жобалауын жүзеге асырудағы технологиялық платформалар ... .137
Жобалаудың функционалды деңгейі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 147
Жобалаудың жүйелік деңгейі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...151
Технологиялық платформалардың болашақ дамуы ... ... ... ... ... ... ... ... ...153
11 тарау. SoC дамуындағы кейбір аспектілер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..157
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .157
Батареяның жұмыс ұзақтығы мен қолайлылығы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 157
Өз бағасының төмендігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .158
Икемділік пен мүмкіншіліктер жиынтығы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...159
Дәйектілік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 160
Аз қауіп мөлшерімен жылдам жұмыс жасалу үрдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ...160
Технологиялық үрдістердің дамуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 161
Нәтижелер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 162
№ 1 қосымша. Аналогты . сандық СБИС пен
сандық жобалау маршруты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..164
I. Жобалау маршрутының жалпы құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .164
II. Жобалаудың жүйелік деңгейі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..166
III. СБИС жобалауының сандық тарауы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..167
IV. Аналогты және сандық . аналогты блоктардың жобалануы ... ... ... ...169
Бағдарламалық қамсыздандырулар тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...172
№ 2 қосымша. Платформалар мен платформалы жобалау
(VSIA амалы, анықтау, платформалар типі, қосымшалар) ... ... ... ... ... ... ... ... ..173
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..173
SoC жобалау платформасы дегеніміз не? ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 174
Платформалы жобалауға VSIA ықпалы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...175
Платформалы жобалаудың артықшылықтары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 176
Платформалы компоненттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .179
Платформалар типі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .181
Технологиялық және қолданбалы платформалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...182
Әрекет аймағы мен әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...183
Қосымша жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..184
Тұтынушылар мен базарлар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..185
Архитектуралар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .186
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 187
Әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..188
№ 3 қосымша. « САПР Synopsys жүйелік деңгейі: алмаспайтын кристаллдағы жүйені жобалау маршруты, жүйелік деңгейден СБИС деңгейіне дейін » ... ... ..189
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 189
Synopsys жобалау маршруты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...189
1. Жүйелік жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...190
Қайта қолдану, СФ . блоктар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .195
2. Логикалық жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .195
Қайта қолдану, СФ . блоктар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..202
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..202
Жалпы САПР Synopsys жайлы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..203
САПР Synopsys даму тенденциясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...203
Осы басылымдағы пайдаланылған терминдерге анықтама ... ... ... ... ... ... ... ... 205
Қысқартылған анықтамалар тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .208
Кіріспе
Бұл тарауда SoC жобалауының дамуы қалай қалыптасқанын қарастырамыз және келесі тақырыптарға тоқталамыз.
• Жүйелік (SLD - system level design) сатыда IP технологияны негізге ала отырып, SoC жобалауының әдіснамасы мен жаңа да танымал жобалау әдістерімен
•Электронды өнеркәсіптің құрылымдық өзгерісіне SoC жобалауының әсерімен
•VSIA (Virtual Socket Interface Alliance) және т.б тәрізді стандартты өнеркәсіп ұйымдарының маңыздылығын
•SoC жобалау өнеркәсібін үкіметтің қолдаудағы рөлімен
•SoC жобалауының маңызды мәселелерімен танысамыз.

SoC жобалауының дамуы

«Кристалдағы - жүйелер», сәйкес SoC жобалауының пайда болуы бекер емес. Бұл жобалау стилі 1С сатысындағы 350-250 нм өндірісіндегі технологиялық үдерісті меңгеру кезеңінде қолданыла бастады. Ол кезде бір кремниилі астары бар негізгі цифрлық компоненттер интеграциясын жүргізу мүмкін болатын. Ұялы телефондар құрылымында да осы технология қолданылды. Соның ішінде басқарушы RISC процессорлар, DSP, сигнал түрлендіруші аппаратты блоктар, есте сақтау құрылғысы, интерфейстер және де басқа да сыртқы құрылғылар бар.
Бұл цифрлық baseband чипі толық жүйеден алыста болатын, себебі аналогты baseband, RF-құрылғылары, қоректенудің аналогты басқарылуы және конденсаторлардың сыртқы кедергілері жеке құраушылар түрінде болды. Бірақ бұл «кремниилі жүйе» (кейінірек SoC) радиоэлектрондық аппараттар дәуірінің бағыты жартылай өткізгіш технологиясының дамуымен анықталатынын ашып көрсетті.
Қазіргі бірнеше чиптардан (интеграцияланған чипсет) құралған жиынтық, келешекте өндірістің күн санап дамуының нәтижесінде толық интеграцияланған SoC жүйесі болып қалыптасады.

1.1 сурет. Толық кристалдағы жүйеннің блок-сұлбасы.
Келекшекте аналогты, цифрлық, RF және экзотикалық құрылымдардың интеграциялану мәселесі шешімін табуы тиіс. Оларға микроэлектромеханикалық жүйелер (MEMS), датчиктер, күш беретін жетектер, химиялық «чиптағы лабораториялар», оптикалық және биохимиялық өңделетiн элементтер жатады.
Соған орай SoC жобалауын күрделі интегралды схема деп анықтай аламыз, ол толық түпкi өнiмнiң барлық негiзгi функционалдық элементтерін бiр чип немесе чипсетте бiрiктiреді.
Жалпы алғанда SoC жоба кем дегенде бір бағдарламаланатын процессордан, ішкі кристалданатын есте сақтау құрылғысынан, апаратты орындайтын функционалды элементтерден, сонымен қатар қосымша немесе сыртқы ортамен байланысатын интерфейстерден тұрады. (1.1 сурет). SoC жоба аппараттық та бағдарламалық та компоненттерді қамтиды. SoC сұлба сыртқы ортамен әрекеттесетіндіктен, аналогты компоненттерді жиi қосуы керек. Ал келешекте оптикалық/микроэлектрондық механикалық жүйе (0/MEMS) компоненттерін де өзіне қосуы мүмкін.
Айта кететін жайт «System» ол яғни, SoC (System-On-Chip) «Chip»-пен салыстырғанда маңызы жоғары. Оның негізгі функционалдық блоктары толық интеграцияның бөлігі есебінде жобаланады. Одан маңыздысы барлық компоненттер физикалық түрде бір астарда орналаса алады. Жалғыз астармен салыстырғанда SiP («System in package»-корпустағы жүйе) шешімі интеграцияланған чипсеттер үшін бір шама арзан болуы мүмкін. Дегенмен де SiP әр түрлі келісімдерімен интегралды жүйе түрінде жобалана алады.
350-250 нм деңгейлі технология бір ғана астарлы жүйенiң толық интеграциялану мүмкiндiгiн ұсынғаннан кейін, келесі 180-150 нм және одан да төмен деңгейдегі технологиялық үрдістер әр түрлі қолданбалы аймақтар үшін бұдан күрделі жүйелерді интеграциялауды ұсыны. Кейінірек, бұл берілген барлық мүмкіндіктердің толық қолданылуына жауап бере ма деген сұрақ туындады ( және толық осы астармен толтыру). Бұл сұрақты қарастыру кезінде жобалаудың өнiмдiлiк «жарылуы» (design gap) ұғымның пайда болуына алып келді. Бір ғана астарға берілген логикалық элементтер мен осы астарда жобаланған, верификацияланған және интеграцияланған логикалық элементтер арасындағы айырмашылық - ITRS ([!]) деп анықталған. Кейін пайда болған барлық субмикрондық технологиялық үрдістердің жасалуы әрдайым жобалаудың өнiмдiлiгiн арттырумен қатар жарылуды (design gap) болдырмау әдiстерiн iздестiрулерiмен бiрге жүредi.
Жобалаудың өнiмдiлiгiн арттырудың iргелi әдiстерінің ішінде интеллектуалды өзіндікті (IP ) қайта қолдану ұсынысы жасалды. Бұл цифрлік логикада қолданылатын аз көлемді блоктардан, мысалы, шиналы интерфейстерден бастап үлкен блоктарды, мысалы процессордың кіріктірілген ядросын, және де алдын ала интеграцияланған, верификацияланған SoC «платформа» деп аталатын блоктар жиынтығын қолдануды ұсынды.
Екінші - үшінші ұрпақтарда IP-ді осы әдіспен қолданудан кейін жартылай өткiзгiш өндiрiсі дамып, көптеген танымал модельдердің пайда болуына себепші болды. Ол төмен сатыдағы (0-30 %) SoC жобалауынан өте жоғары сатыға (90-99%) көшуге аяқ алғызады [2]. SoC дамуында маңызды фактор болып (VSIA )Virtual Socket Interface Alliance [3 ] жетекшi электрондық фирмасының құрылуы болды. Бұл фирма IP қайта қолдануын жетілдіре отыра, IP стандартты қажеттіліктерін, интеграциясын дамытты.
VSIA қызыметі микросхема өндірісімен, автоматтандырылған жобалау жүйсімен (EDA) шұғылданатын компаниялардың тәжірибесі мен білім дәрежесін біріктіру болып табылды. Екінші маңызды фактор болып Mentor Graphics и Synopsys компаниясы құрастырған «IP «soft» үшін бірнеше рет қайта қолдану әдіснамасы (Synthesizable RTL) » табылды. Осы әдіснама негізінде Reuse Methodology Manual (RMM) бақарылуы пайда болды. Бұл әдіснама 1997 жылы қолданысқа кірді, 1998 жылы Майкл Кеатинг пен Пьер Брикод көпшілікке жариялады [4].
Бұл негiзiн қалаушы басқару екі қосымша басылымдарынан кейін IP қайталамасын қолданушы мамандар үшін негізгі нұсқау көзі болып табылды.
IP блоктарды дәстүрлі жасау мен регистрлі берілу деңгейінде (synthesizable RTL) қайталап қолдану күрделі жүйелерді жобалау кезінде жарамсыз болып таныла бастады. Сәйкесінше, SoC ауысуы жүйелiк жобалаудың тиiмдi әдiстерiн iздестiруді талап етті. Соған орай жетік тексерілген жүйелік жобалауға ерекше назар аударылды. Олар алгоритмдер спецификациясы (algorithmic capture), моделдеу, мәлiметтер ағындарының алгоритмдарын растау және өткiзу (dataflow), (әсiресе сымсыз және сымды коммуникациялардың облыстарында, сонымен қатар мультимедияларды өңдеуде). Жүйелiк деңгей және верификация өнiмдiлілігін талдау үшiн SoC жобалауында «платформалы архитектура» үлгiсі, ал апаратты бөлікке тәуелді бағдарламалар үшін бағдарламалық қамтамасыз етуді растауда қолданылатын, SoC жобалауының «виртуалды жүйелiк түп тұлғалар» моделі жасалды. Көріп тұрганымыздай жобалаудағы басты рөлді «System» («S» в SoC) атқарады,
Кейінгі уақытта жобалаудың жаңа әдiстері мен жүйелiк жобалаудың қаржы қажеттiлiгі өсе түсті. Бастапқыда тек RTL сатысындағы синтез бен дәстүрлі жобалаудың өнімділігін жақсартуға ғана ойластырылған жүріс- тұрыс синтезі (behavioural synthesis), осы кезде iшкі жүйелердiң жобалауын жеделдету құралы есебінде пайдаланыла бастады.
В. Немудров, Г.Мартин
        
        В. Немудров, Г.Мартин
Кристаллдағы жүйелер. Жобалау және дамыту
Москва:
Техносфера, 2004.-216 с. ISBN 5-94836-029-6
Бұл кітапта жаңа ... ... ... базасы - ( - қысқаша SOC) деп ... ... мен ... әр ... ... ...
Сонымен қатар SOC жобалауының сипатты ерекшеліктері баяндалады (IP - блоктардың жобалауда көптеп қолданылуы, САПР деңгейінің енгізілуі және т.б.). ... ... ... ... SOC ... жаңы ... жобалау инфраструктурасына талдау жасалған. IP-блоктарын негізге ала ... ... жаңа ... ...
SOC ... ... функционалды, логикалық, физикалық сатыларының толық әдіснамасы баяндалған. Жүйелік сатыдағы SOC жобалау барысында қолданысқа ие SystemС тілінің ерекшеліктері мен ... ... ... SOC ... ... - ... ... қарастырылған. Сонымен қатар SOC жобалауының әдісі де сипатталған. Жаңа заман электроникасындағы студенттер, оқытушылар мен мамандарға арналған.
(C) 2004, В. ... Г. ... 2004, ЗАО () ... ... мен ...... ... жаңа компаниялар (startups) мен жобалаушы мамандарды біріктірді. Қытайда SoC жобалауымен айналысатын көптеген коммерциялық және ғылыми- зерттеу ... бар. ... ... Cadence ... ... ... ... университетін, Fudan, Шанхай, Tsinghua, Пекин қалаларынығ негізгі университеттеріндегі түрлі бағдарламаларды айтуға болады. Японияда ... ... STARC ... Technology Academic Research Centre) Ғылыми Орталығы құрылып, ... ... ... ... мен университеттерінің мүддесіне сай SoC жобалау технологиясын дамытуға арналған Ұлттық Бағдарлама жасалды. Бұл бағдарламаның мақсаты SoC жобалауының жаңа ... мен ... ... ойлап табу болды. Бағдарлама бойынша 2010 жылға дейін IP блоктарды 99% шамасында қайталап қолдана отыра, SoC ... ... 100 рет ... негізделді [5].
Бұл жобалардың негізгі ерекшелігі болып SoC жобалау өндірісін ... ... ... үкіметтің қолдауы мен қаржыландыруы, сонымен қатар ғылыми-зерттеу институттары мен өндірістік кәсіпорындардың ... ... ... ... ... ... Шотландия, Европа, Канада, АҚШ, Япония, Корея, Тайвань және ... ... де SoC ... ... тікелей қорғалады.
Осы негізде Ресейде де радиоэлектронды аппаратуралар мен қазіргі заманғы SoC жобалауының инфраструктурасы осылайша дамыды [6, 7, 8]. ... ... ... мен НИОКР-да соңғы 2-3 жылда көп сатылы базалық Жобалау Орталығы құрылады деп күтілуде.
Айтылған SoC жобалау инфраструктурасын жасауды ... осы ... ... ... радиоэлектронды өнеркәсіптер, РАН институттары сонымен қатар тікелей үкіметің көп күш жұмсауын қажет етеді. Тек сол кезде ... ... мен SoC ... жүзеге асырылуы жақыт уақытта өз шешімін табатын болады.
SoC жобалауындағы негізгі мәселелер
Соңында қазіргі заманғы SoC ... ... ... ... ... ... ... ұлғаюынан SoC жобалау стилі интеграцияланған тауар өндіруде қажетті әрі тұтынушылардың қызығушылығын арттыруда
:: ... бір ... ... (NRE) ... ... SoC ... түрлі қосымшаларға арналған платформа түрінде жобалануы қажеттіліген айқындайды
:: SoC жобалауы IP блоктарын бірнеше қайтара қолдану ... ғана ... ... Қайта қолдану жобалауға әр кез жаңа әдістер мен стандарттарды кірістіруді қажет етеді
:: SoC жобасымен байланысты жобалаушы ... жаңа ... ... жаңа ... ... ... ... Үкметтің, өнеркәсіптер мен ғылыми мекемелердің бірігіп жұмыс атқаруынан, орташа және кіші жобалық фирмалардың дамуы, SoC жобалауы оқытылатын ... мен ... ... жаңа ... жедел жасалуымен шешімін табады.
:: SoC жобалауы барлық ... ... ... ... және ... Жобалардың жетістіктері ғана жеке мемлекеттерде дамуын айтарлықтай жеделдетеді. Бұл жобалардың ішінде де ұлттық және ... ... ... ... ... ... SoC өндірісі мен жобалауында жергілікті инфраструктура ерекшеліктерін жетік қамтығандары ғана қолданысқа ие болады.
Әдебиеттер
1. International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), 2001 edition and ... updates ... R. Goering, Design rense will cnt costs in half, study says, ЕЕ Times, ... 28, 1998.
3. Virtnal Socket interface Alliance, on the web at URL: ... This includes access to its varions public ... ... the original Rense ... document of 1997, as wellas more recent ... ... IP rense released to the public domain.
4. Michael Keating and Pierre Bricaud, Reuse ... Manual for ... Designs, Kluwer Academic ... 1998 (1st. ... 1999 (2nd. ... 2002 (3rd. ...
5. ... Немудров В.Г., Основные проблемы, задачи и этапы формирования современной инфраструктуры проектирования СБИС , ... ... 1, ... Немудров В.Г., Малышев И.В., Проблемы разработки сверхбольших интегральных схем типа , Системы и средства связи, телевидения и радиовещания. -- 2002, № 1,2.
8. ... В. Г., ... И. В., ... и ... ... ... СБИС типа , Системы и средства связи, телевидения и радиовещания - 2003. № 1,2.
2-ТАРАУ
SOC ӘЛЕМДІК НАРЫҒЫ,
ЖҮЗЕГЕ АСУ ... ... ... ... ... ... дамуындағы ең қызықты дерегі (фактісі) оның жылдам өсімі болып табылады. Қазіргі уақытта SoC нарығы ... ... ... ... бөлігін алады. Электроника саласында оның соңғы бірнеше жылдарда құлдырауына қарамастан, ағымдағы және ... ... ... көңіл толарлықтай тұрақты өскенін көрсетеді, ал осы нарықта орын алатын SLI/SoC ... ... ... қарқынды өсуді көрсетеді.
1-кесте 2003 жылы маусым айында шыққан статистикалық нарық пен нарықтық болжам бойынша Gartner/Dataquest есеп беруінен алынған. Бұл ... ... ... ... әр ... ... кірістерін көрсетеді. Gartner/DataquestSLI-ды ретінде анықтайды. Gartner/Dataquest аналогтық терминдер ... SoC-ты да ... ... ... ... ... тұжырымдамалар алуға болады:
* ASIC және ASSP аумағындағы ... ... ... ... ... 34% ... ұстап тұрады, бірақ осы кезде ASSP-дің (application specific standard products) ASIC-ке (application specific integrated circuits) ақырындап ... орын ... ASIC және ASSP ... шегінде,2001 жылдағы 42%-дан бастап 2007 жылдағы 2/3-ге дейінгі, SLI/SoC өнімдерінің қарқынды өсімі бақыланады. 2003 жылғы ... ... ... көп ... ... ... Бұл ... сондай-ақ жобалау тәжірибесімен де расталынады. 2001-2002 жылдары сирек ASIC/ASSP жобасы, тіпті, бағдарламаланатын бір де бір ... жад және ... ... шықты. Кесте кірістерді көрсететіндіктен, мұнда әлі де өңделу кезеңінде болған көп жобалар ескерілмеген. 2007 ... ... ... ASIC/ASSP аумағындағы барлық қызықты жобалар болашақта SLI/SoC жобалары болатындығын анық көреміз.
1-кесте. Әлемдік Тұтыну бағасы, 2001-2007 (миллиард доллорға шаққанда)
Қолданбалы ... ... ... ... ... көрсетілген (2-кесте).
2-кесте. Қолданбалы аумақтар бойынша ASIC+ASSP-дің жалпы кірісіндегі SLI/SoC кірісі
* 2007 ... ... ... ... ... ... ... негізгі талап ‒ төмен баға. Сонымен қатар, бұл аумақкөп себептерге: ... ... ... және өмірлік уақытқа байланысты аз біріктірілген) барлық ... ... ... ... ... өнімдер SLI/SoC бойынша маңызды өлшемде, және 2007 жылға қарай жер-жерде солай болып қалады. SLI/SoC-тің артықшылықтары мөлшердің, салмақтың, тұтынылатын ... ... және ... ... ... ... Қазіргі таңда коммуникация төңірегіндегі SLI/SoC өнімдері көбінесе сымсыз коммуникация секторы негізіндеқұрайды; алайда бұл ... SoC ... аса ... ... ... көптеген сымдық коммуникационды өнімдер сымды желінің, әсіресе, орталық және шекті сегменттерінде интеграцияның аз ғана ... ... ... ... ... талап етеді.
* Индустриалды және әскери/аэроғарыштық қолданбаларды өзіне қосатын категориялары SLI/SoC стиліндегі жобалауымен толықтай жаулап алады. ... біз SoC ... ... ... терминінде, процентке шаққандағы, сонымен бірге қолданбалы аумақтардың көпшілігінде бақылаймыз. Егер біз бастама жобалардың ақпараттарына қарайтын болсақ [3], онда аналогты беталыстарды ...
3- ... [3] ... ... ... ASIC және ASSP ... және ASIC ... әлемдік статистикасы.
* Біз мұнда 1998 жылдан 1/3 есе кіші деңгейдегі, 1998 жылы ... 2006 ... ... ... ... ASIC жобалар санының абсолютті мәндерінде кішірейгенін көреміз.
* ASSPASIC жобаларымен ақырындап бірігуі, бірақ ASIC жоба да 2000-жылы максимум ... ... ... 5000-ға дейін кішірейген және болашақта да шамамен осындай деңгейде қала береді.
* Жоғарыда келтірілген кірістер жайында ... ... SoC/ SLI ... ASIC ... ... алынуы.
* Дегенмен бұл есеп беруде Gartner/Dataquest SLI/SoCкатегориясына түсетін ASSP бастама жобаларының ... ... ... ... Өзіне құрылған процессорды (кем дегенде бір), жадты және ... ... ... ASSP ... саны ... қарқынмен кішірейеді.
Дегенмен әлемдік аймақтар SLI/SoC жобалау үлгісін әр түрлі қабылдайды, жақын арадағы Gartner/Dataquest [4] ... ... Таяу ... және ... аймақтарын зерттеу жүйелік деңгейдегі (SLI) жоба пайызы жобалардың жалпы санынан артуының ... ... [4]-те бұл ... ... ... ... 30%-ға ... артқаны хабарланады. Gartner/Dataquest көрсеткендей, SLI/SoC жобаларының саны 7%-ға артқан, сол уақытта ... ... саны 12%-ға ... негізінде интегралды сұлбаларды (IC) жобалау салаларының өсімі SoC жобаларының өсіміне тоқталатыны анық ... ... қоса SoC ... жаңа аймақтарының пайда болуына әкеледі, соның ішінде тұғырнамалық (платформалық) жобалау сияқты жобалаудың жаңа үлгілері және ... ... ... Business Strategiesесеп беруіне сәйкес, IC нарығындағы [5] басты беталыс (тенденция) ICжабдықтаушыларының неғұрлым жоғары деңгейге, тұғырнамалық жағдайға, ... ... ... ... ... ... ... жағдайға ауысу IC жабдықтаушыларынан бағдарламалық қолдауға не ішкі белсенділік негізінде, не стратегиялық серіктестермен ынтымақтастық жолымен ... ... ... етеді. IBS тағы былай толықтырады: .
SoC жобалауындағы негізгі мәселелер
SoC жобалауы IC жобалауының негізгі парадигмасына айналғанына қарамастан, оның ... ... ... бар. ITRS ... ... Roadmap for Semiconductors) жобасы ASIC/SoC [6] үшін келесі талаптарды қалыптастырды:
* Шағын (портативті) және сымсыз ... ... ... ... қуат тұтынуды азайту болып табылады, себебі, ол SoC бірігуіне (DSP, MPU, I/O, IP және т.б.) алып келеді.
* Кең жолақты желілерде ...... ... көп ... (gates), ... ... және ең бастысы, SoC жүзеге асырылуы.
* Коммутациялар топтамасы (internet switching) айналасында ‒ ... ... көп ... (gates), ... сенімділік, және ең бастысы, маманданған функцияларды жүзеге асыру үшін қайта бағдарламалайтынмүмкіндігі бар қосымшаға ие SoC жүзеге асырылуы.
* Тұрмыстық электроника ‒ ... ... ... бар ... ... ... дей ... негізінен ASIC-ті қолдану, SoC-ті қымбат (high-end)3D графикаларын өңдеу үшін, мәліметтерді параллельді өңдеу үшін, т.б. ядролары бар сандық өнімдерде анағұрлым кең ... ... ... ... ... ... (off the shelf) шығарылатын MPU және I/O ядролары негізінде мамандандандырылған SoC-бірлесуі.
* Автомобильді салада негізінен ‒ ASSP, ... ... ... RTOS ... мен ... ... бар стандартты аппарат платформаларының көмегімен SoC-тің қымбат (high-end) өнімдерде қолданылуының кеңеюі.
Қазіргі уақытта SoC үшін мыналар қиын мәселелер ... ... ... ITRS ... спецификалық өзекті мәселелерінің тізімі едәуір үлкен:
* Жобалаушылардың өнімділігі
* Қуатты басқару
* Өндірісті біріктіру ... Шу мен ... бір ... ... және ... ... қатысты мәселелер қатарына мыналарды жатқызу керек:
* Жүйелік қиындықтар мен транзизторлар санының артуы
* Өнімнің құрылу уақытының қысқаруы (time-to-market)
* Жобалану өнімділігі мен ... ... ... түрде жақсаруы
Жүйелі деңгейдегі жобалау мәселелеріне мыналарды жатқызу керек:
* Барынша жоғары деңгейдегі ... және ... ... технологиясын талап ететін жүйелік қиындықты, динамикалылық пен жүйелік жобаланудағы икемділікті, ... ... ... ... ... ... кеңістігін зерттеу, эффективті тәртіпті синтез, сондай-ақ SW құрастырмасы (компиляциясы)мен интерфейстердің автоматты синтезін;
* Жүйе ... ... ... Бірлескен жобалауда жаңа тәсілдемелерді талап ететін (codesign) әр түрлі технологиялардыңинтеграциясы; аналогтық сұлбаларды аналогтік тәртіптік үлгілеу мен синтезді талап ... ... ... ... және әр түрлі құрылымдар негізінде (fabric) жоғарыдан-төменге қарай (top-down) жүзеге асуды жоспарлау;
* Жоғары бағдарламаланатын ... ... ... ... ... ... ... кіріктірме бағдарламалар, сондай-ақ бірнеше есептеу модельдерін қолдауға арналған жүйелер мен абстракциялар күйін сақтау парадигмасы;
* Тестілеуі бар анықтау (верификация)байланыстарының орнатылуы және ... ... мен ... ... ... (интеграциясына) бағдарланған түрін қоса есептегенде, әр түрлі мәдениеттерінің қосылуы; сонымен қатар жобалаудың сан ... ... ... ... ... ... ... қабілеттілігі ().
Ұзақ уақыттық жүйелік жобалау аумағындағы мәселелерге мыналар жатады:
* Орталық бөлігін ... ... ... ... деңгейде басқару (65 нм-ден асқан кезде қуатты пайдалану тұрғысынан түбегейлі шектелу болады);
* Сан алуан технологиялардың үзіліссіз бірігуі (интеграциясы),соның ішінде электр-химиялық, ... ... және ... ... және ... ... ... төмендегілер кіреді:
* тиімді және болжалдық жүзеге асыру, ... ... ... ... талдау және оңтайландыру, топология элементтері арасындағы барлық қосылуларды бағалау/болжау мен ... ... ... ... ... әр түрлі құраушылардан жүйелер құрастыру, сондай-ақ анықтау (верификация) мен тестілеу байланысы:
* өндірістің ... ... ... мен ... ... санақтық (статистикалық) талдауы, сонымен қатар пішін-фотошаблондарды жақсарту технологиясын қоса алғанда, өндіріс арқылы жобалаудың ... ... ... ... емес ауқымдылығын және транзисторлардың санын арттыру;
* Микросұлбаларды жобалау барысында құралдар аймағында жаңарташыл ... ... ... ... ... ... ... төмендетуге және өнімділікті жақсартуға бағдарланған жаңа микросұлбалар тобын қолдау, сондай-ақ SOI-ға (Silicon-on-Insulator) жүзеге асыру құралдары мен аналогты жинақтау.
Жобалық тестілеуді өткізгенде ... ... ... ... ... ... ... интерфейстері
* Жоғары біріктірілген SoC жобалары
* Өнімдердің сипаттамасына негізделген бағалардың сенімділігі
* Жиілікті арттыру арқылы берілген жиілікте ... ... ... DFT пен ... ... ... талдау құралдары және жоба күрделілігі арасындағы мүмкіндіктердің ажырауф
* AMS DFT и BIST, әсіресе анағұрлым жоғары шешімдерде/рұқсатнамаларда
* ... ... ... мен ... тестілеу жабдықтары шектелулерінің ықпалы
* Сигналдар тұтастығының бақылануы және ақаулықтардың жаңа модельдері
* SoC тестілеуі‒ тестілік ... SoC ... ... ... ... ... (fabric) бағдарланған әр түрлі тестілік әдістемелердің бірігуі, сонымен қатар тестті қайтадан пайдалану және DFT пен BIST үйлесімді ... ... ... кіріктірме өздік-диагностикағаарналған BIST.
Сондай-ақ ITRS Gartner/Dataquest-пен бір мезгілде қуаты аз, қиындығы ‒ 3 ... ... ... ... SoC PDA жобасының болжанған бағасын (жобалаушылардың өнімділігі ... ... ... ... технологиялары маңыздылығының талдауын өткізді (2011 ж). Жобалық технологиядағы ілгерілеуді ... ... ... ... толық жобалық құны 2001 жылы 15.1 миллион АҚШ доллорымен бағаланды. Егер ... ... ... жаңартпаларды (инновацияларды) есептемегенде, 1993-2001 жылдар аралығында орын алған осындай жобаның бағалау құны 342.4 миллион АҚШ долларын құрайтын еді. Басқаша айтқанда, ... жоба ... ... ... осы ... ... ... жобалық технологиялардың негізгі жетістіктері аталған:
* Орналастыру мен жолды тартуды/трассировканы (place and route) компания ішінде ... ... ... ... () бір жобалаушымен орындау
* Кішкентай блоктарды қайта пайдалану
* Үлкен блоктарды қайта ... ...... ... ... құралдары (жинақтау, орналастыру және жолды тарту/трассировка арқылы RTL-ден GDSII-ға ауысуға арналған біріктірілген бағдарламалар). Бұл ... жоба ... ... ... ... екі ... ... жүзеге асыру амалдары
SoC-тің сан алуан түрлерінің бар болуына байланысты жобалаудың әр ... ... ... SoC-ті ... ... негізгі (базалық) түрлері болады. Солардың ішіндегі ең ... SoC (SoC бір ... ... ... ... Бұл бір чипке негізделген жаңа зерттеме,қайта пайдалану шеңберіндегі қолданыста бар SoC ... ... әр ... IP ... қолданатын блоктық жоба немесе нақты қолданбалар есебіндегі біріктірілген SoC тұғырнамасының (платформасы) модификациясы болуы мүмкін.Бірнеше чиптерге негізделген кейбір ... ... ... ... ілгерілеуінің арқасында ертең бір чипке негізделген SoC-қа айналуы мүмкін.
System-in-Package (SiP) немесе System-on-Package (SoP) немесе System-on-Chipset. Бұл ... әр ... ... ... ... және ... технологиясының оңтайландырылуына, чип ішіндегі өзара байланысқа деген талаптар мен өнімнің ... ... ... ... жобаланады, және біріктіру бір чипте емес, бір корпустың (мүмкін гибридтік корпус) шеңберінде өткізіледі. Мысалы, жоғары біріктірілген ұялы ... ең ... ... құру корпустан тыс (яғни, бір кристалда емес) чипсеттің SoC-бірігуі негізінде ... асуы ... бұл ... ... ... ... сандық үдерістер көмегімен, ал аналогтық құраушыларды оңтайландырылған аналогтық үдерістер көмегімен құруға мүмкіндік береді. Жүйелік талаптарды бағасы, өнімділігі, тұтынылатын қуаты, жобалау ... ... ... ... ол не ... ... болсын, немесе жалғыз чип болсын, ақырғы тұтынушыға ... ... SoC. ... ... ... ... бағдарламаланатын ерекшеліктерімен, соның ішінде ішкі және сыртқы интерфейстердің конфигурациялануымен тұспалданады, бірақ конфигурацияланатын логиканың қолданылуы міндетті емес. Бұл ... ... ... ... ... ... SoC-ты ... болады, және бұл кезде қолданбалар арасындағы ауысу тек тіркелген конфигурация кезіндегі бағдарламалық қамсыздандыру көмегімен ғана ... ... SoC ... ... Chip ... Әдетте, мағыналы мазмұнға ие SoC Altera, Excalibur, Xilinx Vertex II PRO компаниялары сынды чипте қайта конфигурацияланатын және тіркелген арнайы ... ... ... ... ... мен қайта конфигурацияланатын, болмаса қайта бағдарламаланатын (field-programmable) логикалы блоктары бар мамандандырылған SoC комбинациясын білдіреді (мысалы, дәл осындай гибридті жобаны құру үшін IBM ... Xilinx FPGA ... ... ... FPGA негізіндегі ұсыныстарда (Xilinx или Altera сияқты) қайталама конфигурациялану тек аппаратты деңгейде конфигурациялау үшін арналған; ал тіркелген мамандандырылған процессорлар (Vertex II PRO ... - Power PC, ... ... - ARM) ... ... және ... қуат ... жобаланған. Бұл санатқа, сонымен бірге синтездеуші түріндегі IP блоктармен үйлескен Xilinx Microblaze и Altera NIOS ... ... ... бар ... FPGA ... ... ... болады.
Құрылымдалған ASIC. Алуан түрде AMI, LSI Logic, RapidChip, NEC, Toshiba секілді т.б. бірнеше жабдықтаушылардың ұсыныстарымен жақында ... ... ... Бұл SoC-қа амал ... ... ... мысалға процессорлы қосалқы жүйелерден тұратын, логиканың қабаттары арнайы аппаратты міндеттерді жүзеге асыру үшін MPGA-ден (metal-programmable gate array) ... ... ... Бұл жағдайда бағдарламалау фабрикада өткізілетін, алайда үйреншікті ... ... (тек ... MPGA ... пайдаланатындықтан) жүзеге асумен салыстырғанда айтарлықтай аз шығын мен уақытты қажет ететін, ал өнімділік пен ... қуат ... ... ... ... ... жақын FPGA и ASIC/ASSP SoC сынды жоғары бағдарламалайтын тұғырнамалар арасындағы бітімге қол жетіледі.
Терминдер мен ... -- ... ... Circuit -- ... [1])
ASSP -- Application-Specific Standard Product -- ... ... -- ... - бір чип немесе чипсетке негізгі функционалды ... ... ... ... ... 1С. ... -- ... Integrated Circuit -- (Gartner/Dataquest, [1])
SOPC -- System On a ... Chip (Altera ... ... - ... бағдарламаланған және пішінін қайта кескінделген платформада жүзеге асырылған SoC жоба ... SoC (CSoC) -- ... ... ... анықтама сияқты, бірақ бұл жағдайда пішінді кескіндеу негізінде оның жұмыс ... ... ... ... және ... ... өткізіледі немесе бұл чиптегі біренше мөлшердегі пішіні қайта кескінделген логикамен дәстүрлі ASIC/ASSP технологиясының комбинациясы болуы мүмкін.
SiP -- System in Package ... SoP - System on Package - бір ... ... ... ... ... (SoC микросұлбаны білдіреді), аралас технология немесе процесс бағасы бойынша арнайы тиімді етіп жасау арқасында бағасы ... ... ... ... ... ... -- HdS ... Software) - мұнда аппаратты бөлікке ... ... ... ... ... ... ретінде келтіруге болады:
:: Аппараттық драйверлер
:: ... ...
:: ... ... аппаратты-тәуелді бөліктері
:: (VSIA HdSклассификация, [7]) бағдарламасында жүзеге асырылған алгоритмдер және т.б.
Платформа -- . (VSIA PBD ... мен ... ... ... -- (VSIA PBD ... мен ... [8]).
Әдебиеттер:
* Gartner/Dataguest, Worldwide ASIC/ASSP, FPGA/PLD and SLI/SOC Application Forecast, 2003, 11 June 2003.
* G. Martin and H. Chang ... Winning the SoC ... ... in Real Design, Kluwer Academic Publishers, 2003.
* Gartner/Dataguest, ASIC/SOC: Rebuilding after the storm, 4 November 2002.
* ... ASIC Design Starts Survey: EMEA, 2003 Update, 19 May 2003.
* ... Business ... (IBS), System 1С Market Trends: Second ... Report 2003.
* ... ... Roadmap for Semiconductors (ITRS) 2001, in particular the Chapters and . Web URL: ...
* VSI ... ... Software ... Version 1,0 (HdS 1 1.0), August, 2003. Web URL: http//www.vsi.org/
* VSI ... ... Design ... and ... Version 1 1.0 (PBD 1 1.0), August 2003. Web URL: http://www.vsi.org/
3-тарау
SoC ӨНДІРІСІНІҢ ЖӘНЕ ... ... мен ... саланың өзгеру
табиғаты: Жүйелік компаниялардың Де- интеграциясы және Де-
вертикализациясы
Біз қарапайым үлгіде жартылайөткізгіштер мен жүйелік саладағы өзгерістерді ... 70-ші және 80-ші ... ... ... қоса 90-шы ... ... ... көп бөлігінде көптеген ірі фирмалардағы жағдай қандай ... ... ... 70-ші және 80-ші ... ... ... ... компаниялардың - мысалы, Western Electric, Burroughs, IBM, Nortel, Alcatel, RCA, және ... ... ... ... ... келтірілген. Диаграммада осы фирмалар иеленген, сонымен қатар жартылайөткізгіштер облысында да ... ... ... ... мен мүмкіндіктері көрсетілген.
Жүйелік
облыс
IP (блоктар)
Жартылайөткізгіштік өндіріс
3.1-сурет. Вертикальды Интеграцияланған Жүйелік компаниялар
Сол кезде үлкен вертикальды интеграцияланған жүйелік компаниялар әдетте ... ... үшін ... жабдықтармен қамтамасыз етілді. Олар сонымен қоса сыртқы жабдықтаушылар - TI, Intel ... және т.б ... ... микросхемалар алды, бірақ жартылайөткізгішті процесс технологиясында, өндірісінде түбегейлі ішкі білімдерін, оған қоса EDA облысында, IP жобалауында соңғы өнімді жақсарту үшін ... ... ... ... ... бұл ... жартылайөткізгіштер саласының барлық қолданбалы облыстарын қамтыды; басқа жағдайларда олар компанияның тақырыбына ... ... ... ... ... ... және тәжірибесіне көзделді. Жақсы мысал ретінде 70-ші жылдардың соңында бір чипте кодекфильтрды жасаған және осы ... ... ... шығарылуын қамтамасыз еткен, жаңа технологиялармен бірге CMOS (КМОП) негізінде жобалауды қолданған Nortel (Northern Telecom) компаниясы ... ... ... ... 80-ші ... ... ... және басқа мемлекеттерде Nortel - ге үлкен жетістік алып келген ... ... (digital switch, DMS ) ... үшін ... ... ... жүйелік компанияларда жүйелік жобаны толық жүзеге асыруға мүмкіндік беретін, оған қоса жобалық командаларға үлкен қолдау ... EDA ... ... EDA ... үлкен командасы өте жиi болды. Бұл кезде жобалаудың технологиясы мен инфрақұрылымы осы ... ... мен ... негізі ретінде қарастырылды.
IC құрастыру үшін арналған EDA жүйесінің бірінші ... ... ... ... ... (Calma, Applicon және ... ... сияқты) қолданылса да, ал 80-ші жылдарда көптеген компаниялар коммерциялы EDA жүйелерінің (Daisy, Mentor және Valid) ... ... ... ... тек тәуелсіз, бағдарламалық EDA компаниялардың (Cadence, өзгертілген Mentor, Synopsys және ... ... ... буыны пайда болғанда жүйелік компаниялардың көп бөлігі ішкі EDA өнімдеріне мүмкін болатын ... ... ... EDA өнімдерін қарастыратын болды. Көп жағдайда бастапқы сирек кездесетін ішкі алгоритмдер, сонымен қоса мамандандырған ... мен ... бұл ... ... ... және ... көп ... коммерциялық EDA компаниясының өнімдеріне жол бере бастады. Бұл ... ... ... ... компаниялардың бірінші алып келді.
Әрине, үлкен жүйелік ... ... EDA ... тез ... және олар әр ... ... өте бастады. Кейбір IBM сияқты вертикальды интеграцияланған жүйелік компаниялар бүгін де жеке меншікті бағдарламаларын дамытуды жалғастыруда. Бірақ уақыт өте келе ... EDA ... және () ... - ... ... ... (schematic capture), пішіндеу (модельдеу), орналастыру және жол салу (трассировка), логикалық синтез, DRC, экстракция, талдау, ATPG және DFT - ... ... ... ... EDA ... ... ... Жеке меншікті бағдарламаларды жасауға кеткен шығындар азайды, бірақ ішкі жобалық командалар үшін жобалаудың ... ... ... EDA ... ... () сыртқы коммерциялық бағдарламаларды және ішкі командаларды алу үшін шығындар көбейді. Ішкі топтар әлі ... ... ... ... ... жобалаудың құрылғыларында және үлгілерінде біраз облыстар қалды. ... ... және Nortel ... Sperry - мен бірлесіп Unisys-ты құрастырды) сияқты үлкен компанияларда ішкі EDA ... ... өте ... ... және ... ... мен ... әдістемелік және маршруттар бойынша сарапшыларына айналды.
Бірақ әлем мұнымен тоқтамады. Вертикальды де-интеграция әрі қарай жүрді. Әрине, бұл тенденциялардың көбі ... және әр ... ... әр ... ... ... Бірақ бұл тенденциялардың қалыптасуы өте қатты байқалды. 90-шы жылдардың басында ... ... ... қалыптаса бастады. Бұл компаниялар бастапқы кезде Тайваньда пайда болған - мысал ретінде Taiwan ... ... ... (TSMC), UMC, ... ... ... ... болады - олар микросұлбаларды өндіру бойынша өте кең ... ... ... фокусталды. Олардың күштерінің негізгі мақсаты өндірістің стандартты CMOS (КМОП) процестердің негізінде микросұлбаларды шығару көлемінің жоғарылауы болды, негізінен сандық логика облысында, және 90-шы ... ... даму ... ASIC ... COT (Customer Owned Tooling) үлгісіне өткендегі жүйелік компанияларға және ... жаңа ... ... ... беру ... ...
3.3-суретінде пайда болуы көрсетілген. Таза фабрикалармен бірге ... ... ... көрсетілгендей оларды толықтыратын өз фабрикаларынсыз жартылайөткізгішті компаниялар қалыптаса бастады.
Фабрикаларсыз жартылайөткізгішті компаниялар өте қызықты құбылыс болды, сол үшін ... ... ... облыстағы білімдердің жиынтығына сәйкес келетін жартылайөткізгішті жобалау облысында Жобалық және IP ... ... ... еді, ... ... ... жеткілікті тартымды жүйелік компаниялар үшін - IC өнімдер жүйелік ... ішкі ... ... ... қарағанда ерекшеліктері, бағасы мен өнімділігінің жиынтығы бойынша жақсырақ болатын бәсекеге ... IC ... ... болды.
Жүйелік облыс
EDA (САПР)
IP (блоктар)
Коммерциялық EDA (САПР)
Жартылай өткізгіштік ... ... EDA ... ... болуы
PMC-Sierra, Broadcom және басқалар сияқты көптеген табысты fabless компаниялар пайда болды. 2001-2003 жылдары ... ... көп ... ... өнеркәсіптің құлдырауынан зақымданды, бірақ біз 90-шы жылдардың ... ... бұл ... ... ... есепке алуымыз керек.
Fabless компаниялардың пайда болуымен параллель жартылайөткізгіштік өнеркәсіпте де-интеграцияның қорытындылаушы кезеңі басталды - кірістірілген ... ... ... кезде бұл облыстағы ең табысты компания ARM болып табылады, сонымен қоса MIPS, Tensilica, ARC және DSP ... ... ... болады) нақты облыстарда IP жобалауда бейімделген тәуелсіз IP компаниялардың пайда болды.
Жүйелік облыс
EDA (САПР)
IP ... ... ... ... Таза ... ... (САПР)
Жүйелік облыс
Фабрикасыз жартылайөткізгіштік
компаниялар
IP (блоктар)
жартылай өткізгіштік
өндіріс
3.4-сурет. Фабрикасыз жартылай
өткізгіштік ... ... ... IP компаниялар өте көп тапсырыс берушілердің - жүйелік компаниялар, интеграцияланған жартылайөткізгішті компаниялар және fabless компанияларды өз жобалық әзірлеулерімен (design cores) ... ... ... IP ... облысында пайда болатын бизнес көрсетілген.
IP бизнесінде де көтерулер мен құлдыраулар болды. Сымсыз коммуникациялар облысында ... ... ... ARM ... сияқты бағдарламаларды жазу үшін ілескен құралдарымен бірге нұсқаулардың (ISA - ... Set ... ... кездесетін жиынтығына байланысты басқа өнімдерден күшті айырмашылығы бар процессорлар сияқты IP (Star IP) өндірушілері 2001-2003 жылдардағы құлдырауға қарамастан, ... аз да ... ... ... ... ... ... (САПР)
IP (блоктар)
Тәуелсіз IP компаниялар
жартылайөткізгіштік
өндіріс
3.5-сурет. Тәуелсіз IP
компаниялардың пайда болуы
Стандартты интерфейсті блоктарға жинақталған (PCI, USB шина ... және т.б.) ... IP ... ... ... бұл нарыққа деген доступтың төмендеуіне (low barrier to entry), бағалардың тез құлауы және сапа ... ... ... ... ... IP ... ... клиенттерді қорқытты.
Электронды жобалау мен өндіріс облысы әрдайым өзгеріп отыратындықтан қызықты болып келеді. 3.5-суретте ... ... әлем ... мықты компаниялар жобалық IP және жүйелік білімдердің құрамдастыруын жалғастырғанда ... ... ... ре-интеграциясы мүмкін болатын жаңа тенденция пайда болады. Шынында, кейбір маңызды компаниялар ... - Intel, IBM, TI, ST ... - ... ... болмады.
6-сурет Интеграцияланған Құрылғылардың Өндірушілерінің (немесе Integrated Device Manufacturers - IDM) құрылымын көрсетеді. Осы компаниялардың көбі жартылайөткізгіштер өндіріс ... ... ... ... ... мен ... қатарлы жобалауды және жобалық IP (ішкі және сыртқы) қиыстыру арқылы табысқа қол жеткізуде, және fables компаниясы және ... ... - ... ... жатыр.
IDM табысының маңызды факторларының бірі түпкі өнімге сәйкес келетін мамандандырылған қуыста жобалау тәжірибесін жинау болып табылады. ... ST де және Motorola ... осы ... ... жаңа ... үздіксіз толықтыруына және сирек кездесетін IP-ға байланысты автомобилдік нарықтағы үлкен жетістікпен пайдаланылады.
TI компаниясы сымсыз технология ... DSP - ға ... ... ... және ... шешіміне байланысты DSP және RISC (Motorola істеген сияқты) екі фронтта жарысқанша, ARM - нен (қажетті сапа жинағы бар (RISC+DSP) SoC ... ... ... ... микроконтроллерді лицензиялау арқылы сымсыз өнімдерге арналған чип өндірісінде ең алдыңғы қатарда орналасқан. Әрине Intel PC процессорлар облысындағы басшылықты пайдаланып және ... ... ... ... үшін осы ... ... стратегиялық EDA құралдарды жасауда түбегейлі ішкі инвестицияларды алады.
Интеграцияланған жартылайөткізгішті ... мен fabless ... ... ... ... біз ... облыста қандай да бір ре-интеграцияны да байқаймыз (3.7-сурет).
Бұл ре-интеграцияда IDM компанияларды соңғы ... ... ... ... және ... ... ... үшін бастапқыда айтылған тенденциялардың жалғасып жатқан дамуы сипатталады.
Жартылайөткізгіштер ... ... ... ... 90 және 65 нм ... ... деген күшті дәлелдер бар және уақыт өте келе таза фабрикалар мен фабрикасыз жартылайөткізгішті компаниялар үшін ... ... көп ... және сол ... өз өнімдерін тұрақты жақсартатын IDM компаниялармен бәсекелесу қиын болады.
Бұл ... ... SoC ... мен ... ... ... және 90, 65 және 45 нм ... дұрыс бағада табысты болу үшін қолданбалы облыстағы жүйелік ... ... ... білімдерінің төтенше комбинациясы керек болады. Жетістікке тек соңғы өнімдері мен ... ... ... көп ... ... толықтыратын және өндірістің 100 нм-ден аз деңгейде ... SoC ... ... болатын кейбір IDM компаниялар ғана жетеді. Сондықтан компаниялардың ... ... ... ... және тек ... IDM ... нарықтағы басымдылығы болады: Еуропада екеу, екі-үшеу АҚШ-да және Япония мен Азияда бірнеше компаниялар.
Бұл тек ... ... ... ... ... ол ... бірнеше жылда пайда болған жасауға арналған тенденциялармен қуаттанады (Crolles ... ... ... ... ... сонымен қатар TSMC, UMC және қасындағы американдық және еуропалық жартылайөткізгішті ... ... ... ... ... сценарийдің басқа артықшылығы жоғарыда ескертілген, жақсартылған IDM компанияларға қолдағы бар үлкен экономикалық күшті жинақтау және жүйелік компаниялардың ... ... ... IDM ... ... ... жинағанда және бағдарламалық жасақтамасы мен интеграцияланған процессі бар өте қиын SoC сұлбаларды ұсынғанда (аппаратты тәуелді бағдарламалар, делдалдық ... ... ... ... және стектер), жүйелік компаниялар көбінесе маркетингке (өнімді анықтау және ... ... ... және ... ... ... қатар сатудан кейін өнімді қолдауға назар аударады. Қызықты жобалық жұмыстардың көп бөлігі қазіргі кезде жақсартылған ре-интеграцияланған IDM ... ... ... ... ... біз 90-шы жылдардың аяғында және 2001-2003 жылдары осы сценарийді және осы тенденцияны басқа жүйелік компаниялар тәртібінің тенденциясымен ... - ... ... ... пен ... ... Flextronics және Solectron сияқты ) физикалық құрастыру мен өнімді таратуға алмастырып келісімшарт ... онда ... ... ... ... қолдаушысы болатын және сатумен айналысатын жүйелік компаниялар одан да арзан (легковесный) болып келеді. ... ... ... Дизайн-орталықтары
жартылайөткізгіштік
өндіріс
IP (блоктар)
Интеграцияланған жартылайөткізгіштік ... ... ... ... ... өндірушілерінің (IDM) дамуы.
Мұндай сценарийда де-интеграция да және ре-интеграция да бар, ... онда бір ... ... ... ... экономикалық күштер байқалады. Ол 3.8-суретте көрсетілген.
Біздің талқылауымызда байқағандай бірнеше мүмкін болатын сценарийлер бар. Олардың барлығы қатар өмір сүруі ... Intel және IBM ... ... ... ... ... білімдері мен тәжірибе комбинациясының дамуын жалғастырады. Кейбір негізгі ойыншылар (2003 жылы қарашада сатуға қойылған Motorola Semiconductors Products Sector
EDA ... және ... ... ... ... (блоктар)
Жартылайөткізгіштік өнімдердің вертикалды
ре-интеграцияланған жабдықтаушылары
3.7-сурет. ... ... ... ... -орталықтары
Құрастыру
Келісім-шарттық өндірушілер
EDA (САПР)
Жүйелік облыс
IP (блоктар)
жартылайөткізгіштік
өндіріс
Жартылайөткізгіштік өнімдердің вертикалды
ре-интеграцияланған жабдықтаушылары
3.8-сурет. Келісім-шарттық өндірістің өсуі
сияқты компаниясы) жоғалып кетуі ... ... ... ... ... мүмкін. Сонымен қатар жаңа топтар мен сапа жиынымен сирек кездесетін топтың түрлері пайда болуы мүмкін.
Бірақ әлі үлкен ... EDA ... ... жоқ, ... ... ... сыбыстар тұрақты түрде шығып отыр. Тіпті үлкен инвестициялы компаниялар ішкі EDA өнімдердің дамуында әрқашан осы салулардың қажеттілігін бағалап ... және осы ... ... ба ... EDA ... ... ... өтеміз бе деген шешім қабылдайды. IP және бағдарламалық мәселелермен көбірек ... ... ... ... EDA бағдарламалары ғана үлкен компаниялардың ішінде үлкен инвестицияларды алуды жалғастырады.
Болашақ көріністер - SoC ... ... және ... ...
өзара әрекеттесу
Алдыңғы бөлімде дәлелденгендей, тәжірибенің де-интеграциясы мен миграциясы электрондық жобалау мен өндіріс индустриясының әр түрлі ... ... жаңа ... ... және жаңа ... ... пайда болуына алып келді. Бұл әлемдік деңгейде SoC жобалауының ... әр ... ... не ... ... ... облыстағы тәуелсіз IP Компаниялар
Аппараттық IP - дің IP (Star IP) және (кең ... деп ... ... да ... ... ... Кең ... (commodity) IP өндірушілері ары қарай да аса үлкен компаниялармен - жиі EDA компанияларымен сіңіріледі. Жаңа ... ... ... ... кең қолданыстағы IP облысындағы үлкен компаниялар: Mentor компаниясының Inventra бөлімшесі және Synopsys ... ... де EDA ... ... ... нарықтың бұл бөлігінде шағын тәуелсіз IP компаниялардың жолында үлкен кедергі болуы мүмкін. ... кең ... IP ... ... ... мамандандырылған облыстарда пайда болуы мүмкін; және мұны өндіретін IP ... ... ... ... қалайтын жобалық кітапханаларды жасаушы компаниялармен немесе жүйелік немесе жартылайөткізгішті компаниялармен сатып алынуы әбден ықтимал.
Тәуелсіз ... IP ... ... ... облысында ғана сақталуы әбден мүмкін, бірақ бұл облыста аса ірі компаниялардан бөліну нәтижесінде жиi пайда болған жаңа компаниялардың, мысалы осылай ... Agere және Infineon ... ... StarCore DSP ... ... ... Процессорлар бағдарламалық жасақтамасының үлкен жиынымен (legacy software), фирмалық/жеке меншікті ISA (нұсқаулар жиынымен) және ... ... мен ... ... ... күрделі жобалық маршруттармен өте қатты қорғалғандықтан, олар әрі қарай тәуелсіз болып қала береді және ... ... ... ... ... технологияны) серіктестермен тұрақты қатынастарды сақтау керек. Сондықтан ARM сияқты компаниялардың ары қалай ... ... ... ... бұл ... ... да қиын ... өткізуі немесе сәтсіз уақытта жаңа өніммен нарыққа ... ... Бұл ... ... ... ол ... болған үлкен жобалық компанияға қайтадан кіреді немесе TriMedia компаниясы Philips-тан бөлініп, ал содан соң қайта келген сияқты ... ... ... бірігеді.
Процессорлық IP компаниялары платформалық жобалауға өткенде пайда болған тенденцияны сезінеді және ... осы ... ... жатыр. Олар өз процессорлары (ARM-дағы PrimeXSys платформасы сияқты жағдайда) немесе басқа IP (SONICS және оның ... - ... ... ... ... ... аса толық платформалық ішкі жүйелерге ұсыныс жасайды деп бағдарлап жатыр. Екінші ... ... ... желі ... ... ... IP ... кең жиынын ұсыну үшін коммуникациялық құрылымның айналасында жобалаушылардың өз ... және ... ... ... бұл ... ... ... болады деген мүмкіндікті ұсынатын IP компаниялар пайда болуы әбден ықтимал, яғни ... ... ... ... IP ... ... жылжуы болады.
Бағдарламалық облыстағы тәуелсіз IP Компаниялар
Үйреншікті жағдайда ... ... ... IP компаниялар аппараттық IP облысына қарағанда анағұрлым сирек кездесіп жатыр. Себебі осындай компаниялар ... өте ... ... олармен жасалған бағдарламаларды сияқты қабылдамайды. Мысалы, Нақты Уақыттағы ... ... (RTOS) - бір ... IP , және ... ... IP ... үшін қажетті база және IDE инфрақұрылымы ның бөлігі болып келеді, демек RTOS жеткізушілері стектер мен аралық ... ... бар IDE және ... ... ... ... WindRiver барлық осы элементтерді ұсынады. Кейде Symbian сияқты өнеркәсіптік бірлестіктер бірігіп, IP элементтері бар ортақ бағдарламалық платформаны ұсынады. Microsoft компаниясы Windows және Windows CE ... ... ... ... (SDK) деп ... құқықпен атауға болатын бағдарламалық компоненттерді (мысалы, WinAPI) ашуға рұқсат береді.
Біз бұл секторды қарастырғанда тәуелсіз IP компанияларға ... ... ... ... ... ... ... сезінетіндері анық, себебі өнім көлемінің, демек лицензиялаушы төлемдердің төмендеуі жағдайында теңдестірілген табыстары бар компанияларға ... SW IP ... ... ... ... ... SW ... компанияларға тәуелсіздігін сақтау қиын болса, онда бірінші вариант оларды cәйкес келетін платформалы өнімдерді толықтыру үшін SoC платформаларын ... ... ... қосып алуы мүмкін (TI, ST сияқты, PrimeXSys, Xilinx, Altera платформалары бар ARM болуы да мүмкін). Басқа вариант болып осы ... EDA ... ... ... мүмкін, бірақ бұл облыс қазір жұмыс істеп жатқан EDA компаниясы облысынан қатты ... ... ... жаңа ... ... ... пайда болмағанша, мұндай кеңеюдің болатынына күмән болып отыр (келесі бөлімді қара).
EDA Компаниялары
SoC - тың ... ... ASIC ... құлау, сонымен қоса 100 нм-ден аз технологиялық процестерге ауысуымен болған мәселелер EDA компаниясындағы үлкен өзгерістерге алып ... Біз ... ... ... көріп отырмыз. Alberto Sangiovanni - Vincentelli айтқандай [1]:
. ... да ... ... маңыздылығына және болашақ SoC жобаларға арналған кірістірілген ... ... ... ... EDA компаниялар (Cadence, Synopsys, Mentor) соңғы жылда жүйелік жобалауға көп көңіл бөлмейді және ... ... мен 100 ... аз ... ... ... RTL-ден GDS II (ары қарай фазалық фото-шаблондарға, RET пен ... ... ... көп назар аударады. . [1] Жүйелік деңгейдегі электрондық жобалау (ESL) 2003 жылдың аяғында басталған көп компанияларды қоса, шағын және орта EDA ... ... ... ... отыр [2].
EDA секторында аралық деңгейдегі жобалық абстракциясындағы концентрациялардан (ASIC әдістемелігі) жоғарғы (жүйелік) және төменгі деңгейде - екі ... ... өту ... ... ... отыр [1]. ... - ... ұсынғандай, [1].
Сонымен қоса бұл шешімдер Еуропада EDA болашақ талаптарды талдаумен ... еді. 2003 жылы ... ... ... Roadmap ... ... маршруты [3] басты талаптар ретінде негізгі күштерін осыған ... ... ... бес ... ұсынады:
* Жобалау автоматтандыру технологиясының IP функциялар (HW және
SW), ортақ аппаратты-бағдарламалық жасақтамалар (co-design), ... ... 10-100 нм ... backend және ... (deep ... ... облыстарда нығаюы
* Жүйелік жобалау облысындағы жаңа шешімдер
* Бағдарламалық жасақтамасы басым болатын жүйелік платформалар
негізіндегі шешімдер жағдайында жобалаудың айлық ... ... ... шығу жолы биік процентке бағдарланған жобалау
автоматтандыруы.
* ... ерте ... ... ... ... ... мен ... бағдарламаларды жасаушы жақында пайда болған стратегиялық облысты да көрсетеді [3]. ... ... ... бұл ... ... жоғарғы деңгейде (frond-ent), яғни жүйелік және бағдарламалық деңгейде және ... ... ... ... яғни ... ... ... да және Солтүстік Американың да сарапшыларымен белгіленді. Болашақта EDA коммерциялық саласы екі мәселені шешіп бере ала ма екені ... ... ... ... үлкен компаниялардың күшінің концентрациясы инвестициялармен және басқарушылар тарапынан жоғарғы деңгейдегі назарымен; бірақ бұл облыста да EDA компаниялары жартылайөткізгішті ... ... ... ... ... бойынша орталықтарымен және бұл орталықтардағы басты фирмалармен жаңа серіктестікті түзетуге тиісті; ... ... ... және ... өте жақсы қолдау көрсетіледі. Осы арада Open Access [4] сияқты стандарты арқылы RTL-ден бастап өндірістік жобалық деректер ... ... ... ... ... ... ... себебі олар барлық қатысушыларға жалпы IC жобалық деректер қорын қатар қолдануға, құралдарды, әдістерді және маршруттарды байланыстыруға, ... IC ... ... ... ... шешуге мүмкіндік береді.
Жүйелік және бағдарламалық жобалау (front-end) облысында болашақта көп үміт күттіретіні ... EDA ... ... жүйеледің жабдықтаушыларымен (жиі және жүйелік сәулетшілермен) және кірістірілген бағдарламалардың жабдықтаушыларымен байланыс орнатуы ... Бұл ... ... екі бірлестік. Бірінші бірлестік кейде кейбір құралдарын қолданады ... ... ... ... ... ... CoWare SRW сияқты), бірақ бұл бірлестіктің үлкен бөлігі тақта мен борды және C/C++-те модельдеуді немесе Mathworks ... Matlab және Simulink ... EDA ... тыс ... ... Екінші бірлестік IDEW бойынша дербес игерілгеннен бастап базалық ортаға дейінгі WindRiver, Greenhills компанияларымен және басқа да бағдарламалық ... және ... ... RTOS, ... бағдарламалар, стектер) негізгі жабдықтаушыларымен ұсынылатын құралдар мен әдістердің үлкен жиынтығын қолданады. Біз сонымен бірге Microsoft компаниясын және оның ... ... ... ... ... ... ... мен үлкен қорын да ұмытпауымыз қажет (мысалы, Microsoft төмен сұранысқа қарамастан, көп жылдан бері Windows CE ... ... ... ... ... Telelogiс және IBM Rational сияқты жабдықтаушыларынан SDL және UML типті бағдарламалық модельдеу ... ... ... олар өте аз. ... EDA ... IDE жабдықтаушыларына қарағанда бағдарламалық модельдеу құралдарының жабдықтаушыларымен жұмыс жасау жеңілдеу болуы керек.
Системалық және программалық облыста негізгі кедергі ЕDA ... ... ... болу болып табылады, сондықтан бұл - қызықтырмайтын нарықтар - Mathworks компаниясы системалық ... ... ... ... ал ... ... қызықты нарықты құру үшін үлкен қаржы жұмсауды қажет етеді. Турасында, IP программа мен программалық ... ... ... ... EDA ... ... көп ... көрді және олар едәуір кішкентай базамен қамтылған (жылдық табыстары 1 ... АҚШ ... ... EDA ... ... 4 ... Бұл нарықтың кейбір фундаментальды сипаттамалары өзгермегенше, EDA компаниясына үлкен маштабта осы облыста инвестиция құюға қиындық туғызады. ... бұл ... ... ... ... жақсарту қажет (жаңа" идеологиялық жобаның" пайда болуы), системалық жобалау облысында және программа құруда өте үлкен өнімділік пен ... ... ... демек, EDA компаниялары дағдыланған үлкен табыстарға жетуге үміттендіреді.
2003 жылдың аяғындағы ... ... ... ... әлі өте ... ... түбегейлі жақсартулар болады деген мақсатпен кейбіреулері EDA инновациясын қолдаудың жаңа ... ... ... ... бұл себептердің бірі, мысалы EDA облысында қазіргі заманғы R&D қолдау барысындағы "EDATech" ... ... SEMATECH ... ... ... ... тоқтау EDA саласын, жартылай өткізгіштік/системалық компанияларды біріктіруі мүмкін, және ғалымдар да бұл облыста едәуір прогресске жетуге мүмкіндік жасауда. EDATech-ті құру ... ... ... шықты және оның табысқа қол жетуі екіталай.
Фабрикасыз жартылайөткізгіштік ... ... ... ... ... ... ... компанияларына кейбір фундаментальды шешімдерді қабылдау қажет. Олар өндірістік процеске және таза фабрикаларға тәуелді болғандықтан жақын болуы тиіс, ... ... ... ... ... ... шешуде жобалау кезеңінен IC үлкен көлемді өндірістік ... ... ... қамтамасыз етуі керек. Олар қазіргі заманғы тенденциялар мен өнімділікті жобалау деңгейінде тұру үшін ... ... одан әрі ... ... ... өткізгіштік компаниялардың арасындағы өте ертедегі ортақ қызметтің перспективалық түрі ... еді, ... ... ... кейбір мәселелерді әрбір компания жекелей шешкенше, өндірістік ... шешу ... ... ... ... өткізгіштік компаниялар ассоциациясы (Fabless Semiconductor Association) [5] осындай компанияларға жалпы мәселелерді ... көп ... ... Оған ... ... ... және барлық индустрия деңгейінде болашаққа болжам жасау негізінде фабрикалардың жақсаруы үшін қанша чип өндіру мүмкіндігін түсіну; стандартты ... ... ... CMOS (КМОП) негізінде фабрика сертификациясын жақсарту; SPICE деңгейінде құралдарды стандартты модельдеу көмегімен жобалауды жақсарту; сонымен ... ... ... IP сапасын құру көмегімен IP сапасын жақсарту және IP VISA ... ... ... жатады. Барлық бұл жұмыстар "fabless" индустриясының дамуына көп ... ... ... істеген жұмысқа қарамастан, мұндай жобалар өндірістік процесс пен жобалау технологиялар арасында өте ... ... ... ... ... "fabless" компаниялары фабрикалар мен техникалық мамандар арасында тығыз қарым- қатынаста болуы үшін жаңа жетістіктерге ... ... ... ... және ол ... ... ... системалық мәселелерде барлық тиімді шешімдерді қабылдайтын, сонымен қатар системалық ... ... ... ... ғана электронды өнеркәсіптің өрлеуі мен құлдырауынан шыға алады. Бұл өнімнің тартымдылығын ... және ... ... ... ... сақтайтын, сатып алушылардың талаптары мен стандарттарына сай болатын жаңа ... ... ... ... ... ...
"fabless" компаниясының индустриясында қызықтыратыны негізгі FPGA өндірушілерімен айналысатын сектор ... ... (Xilinx, Altera, Actel және т.б) ... "платформаларды" (ASSP өнімдерге қарағанда) ұсынатын, соның негізінде басқа компаниялар өздерінің ... ... ... ... ... ... соңғы өнімнің ерекшелігінің тәуелділігіне байланысты соңғы өнімді шығарады. Бұл ... ... тек ... ... ... ... жай ... бағдарламалардан енгізілген ақпараттық процесстермен, жоғары жиілікті интерфейстермен, DSP стиліндегі ... және IP ... ... кітапханалармен, онымен қоса бағдарлама-синтезаторлық процессорлармен қамтылған Xilinx Vertek II PRO және Altera ... ... ... SoC ... ... ...
Бұл секторда шешілетін сұрақтар, әрине, ASSP секторының алдында тұрған сұрақтардан ерекшеленеді (мысалы PMC-Sierra, Broadcom компаниялары),себебі компанияларға қолданбалы облысқа сәйкес келетін ... көп ... ... ... ... ... ... фабрикаларда экономикалық құлдырауға қарамастан, ең болмағанда осы ... ... ... ... ... ... күтіп тұр. Алайда бұл облыс қызықты, бірақ бұрынғыдай тек өндіріске ғана бағытталған, онша емес ... ... ... UMC, TSMC және ... ... ... ... қазіргі технологиялық үдерістің дамуынан бөлектенбеген, бірақ олар өздерін басқа жартылай өткізгіш компаниялармен тәжірибе алмасу үшін және жаңа ... ... ... ... ... үшін ... байланыстырады немесе қосылады. Бұл болашақта қызықты одақтар пен өзара қарым-қатынастарға алып ... ... ... ... өз ... болашақ меншікті қаражат құралы ретінде фабрикалық өндірісті қолданатын кейбір IDM компаниялар мен фабрикалар арасында басқа да байланыстар туындайды - ... ... ... бар және ... ... болған жағдайда ғана сыртқы фабрикаларды қолдану кейбір өнімдердің өндіріс көлемін арттыру үшін ... ... ... ... ... ... Motorola және ST Microelectronics сияқты көптеген IDM компанияларда бар.
Бұған қоса, таза фабрикалар өндіріске арналған жаңа ... ... ... тек ең жақсы сапасы/көлемі, бағасы мен өндрістік қуатқа ғана емес, сонымен қатар жобалау ... ... ... ... ... Бұл екі қызықты өзара қатынастың пайда болуына әкелді:
* Технологиялардың фабрикамен ұсынылатын растау әдісін (верификация) және ... ... ... ... үшін арналған EDA компаниялар арасындағы қатынас. TSMC - пен жобалау маршруты ... ... және ... ... ... ... жоқ кез-келген EDA компания өнімдер нарығында RTL-ден GDS II-ке өтуде өте қатты жеңіледі деп айтуға болады.
* Синтезделетін IP жағдайында сияқты ... (hard) IP ... ... да бұл жабдықтаушылар ішінара тексеріс жасап және өздерінің өте маңызды IP өнімдерінің ... ... ... болатын IP жабдықтаушылары арасындағы қатынас. Мұнда элементтер кітапханасы, және жадтар бағдарламасы (компилятор), шинаның ... ... мен ... ... ... ... жай және аса күрделі HW IP блоктар ретінде IP-дің екі базисі де кіреді. IP блоктар жобалау маршруты арқылы жобаларға ... ... COT ... ... талаптарына сай болуы үшін бірге жұмыс істейтін EDA және IP компаниялардағы фабрикалар комбинациясы арақатынастардың жаңа ... ... ... ...
Фабрикалар EDA жобалау маршрутымен, блоктар кітапханасымен және
аса ... IP ... ... өте тығыз байланыста болып жатқандықтан, оларға технологиялық процесс пен өндірістен тыс инфрақұрылымдық арақатынастарды кеңейту қажет болып отыр. Кейбір фабрикалар жобалау ... және ... ... ... өздерінің ұсыныстарын жақсырақ түсіну үшін әр түрлі шағын жобалық компаниялармен ... ... ... ... ... күні ... компаниялардың бар екен деп айтуға қиын. Егер иа болса, онда олардың өмір сүру уақыты ... ... ... ... ... ... жүйелер мен жабдықтардың көбінде минимум бір кірістірілген процессор бар кезде; аппараттық бөліктер, процессорлар, компиляторлар және ... ... ... ... күрделі болып жатқанда және барлық қызықты SoC жобалар минимум бір кірістірілген процессорды иеленіп жатқанда өте сирек компаниялар жобалап жатыр және таза ... ... ... және ... ... бар жүйелік Компаниялар
Жүйелік компаниялардың өткен өмірі күрделі болды және олардың болашағы өте күрделі мәселелі. Өте үлкен ... ... олар ... ... ... тап ... және ... маңызды жобалық және өндірістік қасиеттерін жоғалтты. Бұл жартылайөткізгіштік жобалауға да, аса ... ... ... - ... келісім-шарттық өндірістің өсуімен - корпустарға ... ... ... ... ... ... жатыр және жаңа нарықтық мүмкіндіктерді іздеу үшін ... ... ... ... ... ... үшін ... басқару тәжірибесін, маңызды компоненттер мен жабдықтаушылардың сәйкестендіруді, қосалқы шарттарды жасауды және жобаларды және компоненттерді сатып алу (HW типі сияқты SW типі де) ... және ... ... ... ... біріктіру, содан соң өндіріліп алады және келісім-шарт негізінде жиналады.
Әрине, кейбіреулер өзінің күш ... ... ... ... ... ... өнімінің қызығушылығына өте үлкен әсер етуі мүмкін, яғни жаңа қасиеттер мен қолданушының интерфейс облысында ... әсер ... және ... ... ... өздерінің жеке сату каналдары мен маркетингін қадағалайды, егер олар келісім шарттық негізде таратылатын болса да.Бірақ жүйелік компаниялардың азаю ... әлі де ... Бұл ... экономикалық қуаттылық айқын фабрикасыз жартылай өткізгіштік компаниялар мен IDM ... ... ... ... артықшылығы болып олардың ақырғы қолданушыларға жақындығы, олардың болжау қабілеттілігі, қандай өнімдер көбінесе қызықтыратын болатындығы, сонымен ... өте ... ... маршруттарын басқару, өндіріс және өнімнің таратылуы.
Интеграцияланған құрылғылардың өндірушілері (IDM)
Бiздiң болашақ сценарий технологиямен де, жүйелiк бiлiмдермен де ... ... ие ... ... ... IDM ... ... бiрге жүйелiк компаниялардың бөлген, еншілес компаниялар) қолдарындағы шоғырланған экономикалық қуаттылық одан арта келетінің болжайды, жүйелік ... - EDA ... ... үш деңгейде әрекет жасай алады, ASIC және ASSP жобалау,сонымен қатар өндіріспен байланыс, және ішкі ... (DSP ... TI ... кең ... RISC ядро жеткізуші ARM мен жақсы арақатынасты сақтау, өйткені ең болмағанда TI RISC ... ... ... ... ) ... ... ... үшін өздігінен жетерлік IP құрастыруда.
Экономикалық өсуге қарамастан және жобалаудың үлкен бөлігін потенциалды бақылау, басқа ... ... ... ... ... ... өте ... сезінетіне күмән жоқ, яғни басқа компаниялардан және электрондық нарықтың тұрақсыздығынан:
* ... ... ... ... ... яғни сату көлеміне негізделген. Жоғары сипаттамаларымен ең ... ... оның ... сатып алушылармен үлкен көлемде сатып алу, өте таңымал өнімдер жасалмайынша, төмен қуаттылығы және төмен баға ештенеге кепілдік бермейді.
* ... ... және бұл ... ... ... ... ... болып, IDM компаниясының бұл облысқа әрдайым инвестициялауы және өздерінің жүйелік білімдерімен толықтыруы болып табылады.
* Әсіресе кірістірліген процессорлар облысында ... ... ... ... ... жобалық IP-ді сатып алу немесе өз еркімен жасау туралы қиын шешімдерді қабылдау қажеттілігі.
* Тұрақты жеткізілімдердің кепілдігі үшін ( серіктес ретінде ... ... да) ... ... ... үстінен бақылау қажеттілігі қазіргі фабрикаларда үздіксіз инвестициялауды білдіреді.
* Егер ол серіктестермен бірге құрылса да, технологиялық процесс деңгейінде ... ... ... ... және сәйкесінше фабрикалардың жаңаруын үздіксіз инвестициялауды білдіреді. Бірде-бір табысты IDM компаниясы фабрикалардан ... бас ... ... ... ... аса табысты IDM компанияларын көре аламыз, мысалы Intel;
сонымен бірге табысы аз - ... ... (2003 ... ... ... жағдай) Motorola Semiconductor Products Sector (SPS) компаниясы сияқты. Қазіргі кезде TI, IBM Microelectronics және ST Microelectronics компаниялары аз табысты болып ... Philips ... және Infineon ... ... ... ... IDM ... өте қиын кезеңді өткізді және IP жобалауының және ... ... ... ... ... ... жалғастыруда, бірақ олардың бірлескен бағдарламалары көптеген күшті ... ... ... ... және де ... басқа мемлекеттерінде жергілікті электрондық өнеркәсіп (көпұлттық корпорациялардан ішкі компанияларға қарама-қайшылық) негізінде таза ... ... ... IDM ... ... ... ... болып келмейді! Соған қарамастан, және әсіресе егер 90, 65, 45 нм деңгейіндегі өндірістің мәселелері қазіргі IC, IDM компаниялардың жүйелік көріністеріне ... одан әрі ... ... көрсететін болса, интеграцияланған жобаларды және қазіргі SoC-қа арналған өндірістік қуаттарды жасауда өте табысты, және ... ... ... өте ... ... ... және бағдарламалық білімдер нарықтың маңызды бөліктерінде ұзақ уақыттық артықшылықтарды алуы мүмкін.
Қолданылған әдебиеттер
1. Alberto Sangiovanni -Vincentelli, The Tides of EDA, IEEE Design and Test, ... 2003, pp. 59-75. (Based on his DAC 2003 keynote talk).
2. Richard Goering, Are startups taking over ESL?, ... ... Times, (EE Times ), November 17, 2003. URL: http: // ... / columns / tool_talk/OEG20031117S0052
3. Medea+, The Medea + Design Automation Roadmap - Design ... ... ... 4 th. Release, June 2003. URL: http: // ... ... ... ... . URL: http: //www.si2.org/openaccess/ and also http:// ... Fabless ... ... URL: http: //www.fsa.org/
4-ТАРАУ
SoC ЖОБАЛАУЫНА АРНАЛҒАН
ІР БЛОКТАР КІТАПХАНАСЫ
Кіріспе
Егер әрбір жобаны басынан ... ... онда SoC ... іске асырылмайтын еді. SoC жобалауы деп аталатын ... ... ... көп ... ... ... байланысты. Осы соңғы 8-9 жылдарда ІР блогының көп реттік қолданылуының қомақты беталысы айқындалды. Көп реттік ... ... ... ... Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS)) деп аталатын негізгі фактордың бірі ретінде пайда болды. Жобалау өнімділігіндегі алшақтық - ... ... ... ... ... мен жобалаушылардың өнімділіктерінің жақсаруы (жобалау және әдістеме құралдарының жақсаруы ... ... ... ... ... тек ... ... жақсаруы үшін ғана маңызды емес, дегенмен, мұнда ол жеткілікті нәтиже береді. Сондай-ақ көп реттік қолдану арқылы жобалаушылар ... ... ... және жобалау саласын қамтитын SoC өнімдерін құру механизмін жасайды. Әр ... ... ... һard ... және ... кейін) және soft (синтез жасалатын) процессорлы блоктарының болуы,өздерінің жеке процессорларын жаңадан жобалаумен айналысқылары келмейтін жобадағы командаларға бұл ... ... ... ... ... ... ... процессорларды жобалау шеберлігін меңгерудің қажеттігінсіз біріктірілген SoC RISC басқаруына және DSP ... ... ... ІР-ді көп реттік қолданудың артықшылығы өнімділіктің қарапайым артуы шегінен асып ... ... ... ... ... ... және ... жаңадан құруға қажетті, бұрын өте ұзақ уақытқа байланысты іске ... SoC ... құру ... ... ... ... ... және қайталап қолдану жобалаушылар командасының міндеттеріне жатпайтын, алдын-ала ... және ... әр ... ... ... ... ... мүмкіндік береді және бұл мүмкіндік SoC жобалауының табысты дамуының негізгі талабы болып табылады.
Қазіргі ... SoC ... ... негізінен ,сандық компоненттердің бірігуіне бағытталған, сонымен қатар қара ... ... ... кейбір аналогты интерфейсті блоктар болуы мүмкін.
Келешекте шығатын SoC микросұлбалары өзінің құрамына интегратор ... ... ... ... әр ... ... құраушыларды енгізетін болады. Мысалы, IP ұғымының кеңеюін талап ететін RF немесе MEMS ... Бұл ... әлі қол ... ... SoC ... ІР ... әр түрлі жинақтарын жеңіл түрде анықтау және интегралдау үшін алдын-ала ІР бизнестің дамуы және құру әдістемелері, сертификациялар, бағалар, ... ... және ... ... ... мұндай мәселелер сандық аймақта SoC төңкерісінің басында да болған. Қазіргі кезде бұл мәселелердің көп ... ... ... шешімін тапты: аналогты немесе аралас (AMS) блоктар сияқты кеңеюі бар сандық ІР блоктарға арналған бағалау, ІР-ді ... және ... ... құру ... ... сатыдағы көп ретті қолданылатын ІР блоктардың кітапханасын құру SoC жобалауының стандартталған процессорларының, ІР ... ... және ІР ... ... дамуымен байланысты. Бұл стандартқа ІР жинағына сай ұсыну жолымен сәйкес келетін кітапханалар көп реттік ... ... ... ІР стандарттарды құру әдістерін қарастырайық.
ІР блоктарға арналған стандарттар
Мұндай стандарттарды құру және ... үшін ... ... қатарлы ұйымдардың бірі - Virtual Socket Interface Alliance (VSIA). Ол 1996 жылы ... және ... ... ... ... ... жартылайөткізгішті өндіріс және EDA, ІР салаларынан 200-ден аса мүшесі болған. Дегенмен, VSIA ұйымын ІР стандарттарды жеткілікті таратпайтындықтарынан жиі ... VSIA ... ... ... ... ықпал етті. Көптеген бірлестіктер көп реттік қолданудың ішкі бағдарламаларын енгізеді; көптеген жүйелік және жартылайөткізгішті ... ... құру және ... ... ... ал көптеген жобалық топтар VSIA ІР стандартын өздерінің жеке стандарттарын және ІР негізіндегі ... ... ... ... ретінде пайдаланады.
VSIA өзінің ертедегі 1996-1997 жылдардағы архитектуралық құжаттарында қайсысы блогы екенін, қайсысы блогы екендігін кең ... ... үшін ... ... тағы бір маңызды үлесі VSIA жұмыстық топтары өткізген жүйелік деңгейдегі жобалау үлгілерін жүйелеу болып табылады. Осылайша, VSIA стандарттары, ... және ... ... үшін өте ... ... жобалаудың дамуына және бұл аймақта делдалдық индустрияның пайда болуына (бастапқы 1996-1997 жылдардағы күтілгеннен өте көп ... ... ... ... алу, ... және пайдаланумен байланысты бизнес-мәселелер елеулі ықпал етті. Мұндай мәселелерді шешу үшін Виртуалды Құраушылар Биржасы (Virtual ... Exchange - VCX) ... ... ... ... Бұл ... әлі де бар, бірақ қазір ІР блоктармен байланысты ... ... ... ... ... мен ... ... қарым-қатынас шегінде толық ресми өтпейтіндігі белгілі.
Өнеркәсіптік стандарттардың басқа маңызды тобы ... ... шина ... ... коммуникация стандарты (Open Core Protocol (OCP) протоколы және OCP-IP (OCP International ... ... ... негізіндегі ІР-ді көп реттік қолданумен байланысты. OCP протоколы алғашқыда коммуникацияның ... ... ... ... оны Sonics, Inc бірлестігі шығарған. Бірақ содан кейін ІР блоктарға қол жетімділік жақсаруы үшін ... ... ... бірге (мысалы Alcatel, Ampitron, ATI, Broadcom, Texas Instruments, Nokia, CAST, Denali, Philips, және т.б) бірлескен стандарт құрды. Бұл ... ... ОСР ... ... ... үшін бейімделген әр түрлі ІР блоктардың SoC деңгейінде өзара үйлесімділігін қамтамасыз етеді. Бұл ... ... (РСВ) ... әр ... ... ... ... жағдайға өте ұқсайды. Алғашқыда бұл протоколдар жабық күйінде болды, содан кейін берілген стандартты протоколдарға интерфейстері бар ... ... ... ... артуын жеңілдету мақсатында ашық өнеркәсіптік стандартқа өтті.
ІР Блоктардан Виртуалды Құраушыларға
VSIA ұйымы SoC индустриясына және ІР негізіндегі жобалауға ... ... ... ... - ІР блок сәйкес келетін барлық жобалық интерфейстердің сипаттамасы, сондай-ақ ІР блоктармен бірге қойылатын (интеграцияны ... үшін ... ... ... және ... ... ... Жобалау үлгілері және интеграция бойынша ақпараттар Баспа Төлемі (PCB) ұғымынан алынған, онда құраушылар жинақталған түрде сатып алынады және стандартты ... жоба ... ...
... ұғымының толықтырушысы болып табылады. VSIA мәнмәтінінде, сондай-ақ интерфейстің жалпы мәнмәтінінде ІР блок - қайталап ... ... бола ... ... ... Ал ... құраушы - бұлмаксималды қайталама ... үшін ... және ... ... ... ... ... құрылған жобалық блок. Жеке ІР блоктар және виртуалды құраушылар келесі аспектілер бойынша ажыратылады:
* ... ... және ... құраушылардың верификациялары жобалауда орнатылған үрдістерге және сапа стандарттарына сәйкес келеді.
* Виртуалды құраушылармен бірге ... ... және ... ... ... құжаттары, сценарийлер, параметрлер бойынша ақпараттар және қосымша мәліметтер қойылады. Олар ... ... ... көпшілікке белгілі стандарттарының біріне сәйкес келуі қажет. Мысалы, VSIA ... ... ... ішкі және сыртқы жинағы.
* Виртуалды құраушылар бір рет болса да, сипаттамалардың кейінгі анықтамаларымен жасалуы қажет.
* Виртуалды құраушылар бір рет ... да, ... ... ... ... бар ... да бір өңдеушілердің сыртқы командасымен пайдаланылуы қажет.
* ... ... сапа ... ... ... ... сапа ... қоса берілуі қажет. Мысалы, мынадай сапа бағаларымен: OpenMORE (Synopsys және Mentor Graphics бірлестіктері өңдеген) немесе VSI Quality ... ... ... бірі ... ... сапа ... 10 жылдың ішінде ІР-ді қайталама қолдану аймағындағы өңдеулер ... және ... ... ... Бұл тапсырмалар ІР блоктың ретсіз қайталама қолданылуын виртуалды құраушыларды қайталама қолдануға және түсінікті әрі сенімді үрдіске айналдыруға мүмкіндік ... ... ... ОСР-ІР коммуникациясының стандарты мысал бола алады.
Чиптегі жүйені жобалау стилдері
SoC жобалауында ІР блоктарды құру ... ... және ІР ... ... ... SoC ... стиліне айтарлықтай тәуелді. Біз төменде SoC жобалауының екі негізгі стилін талқылаймыз, [6]-да нақты қарастырылған.
SoC ... ... ... әр ... факторларға тәуелді. Оның құрамына жобалауға кететін болжанған ... баға ... ... ... ... ... ... тұтынатын қуатқа шек қою, жобалық команда шамасы және оның тәжірибесі, соңғы ... ... ... ... ... аймақтарының спецификасы және жобалау үрдісіндегі қауіптің ұйғарынды деңгейі кіреді.Бұл сипаттамаларға байланысты әр ... ... ... біреуі екіншісінен жақсырақ болуы мүмкін. Біз көп реттік қолданудың идеясына елеулі ықпал ететін тек екі стильді қарастырамыз.
Блоктар ... ... ... ... SoC жаңа ІР ... ... ретінде жобаланады. Сондай-ақ жеткізушілерден және ішкі жобалық топтардан алынған кітапханалардағы көп реттік қолданудың ІР блоктары ретінде де жобаланады. Көп реттік ... ІР ... әр ... ... ... болуы мүмкін: чиптегі нақты архитектураларға бірігу (интеграция) мақсатында; сансыз көп стандарттар мен құрылымдарға бейімдеу (реконфигурацияланатын интерфейстер немесе қабықшалар (оболочки) көмегімен) ... ... ... ... өлшемі, өнімділігі және функционалды міндеті бойынша кейінгі болуы мүмкін реконфигурация мақсатында және т.б. Блоктардың қалай кең конфигурацияланатындығына және олардың алғашқы ... және ... ... ... ... ... көп ... қолданудың берілген үлгісі арнайы үлгі болып табылады. Бұл арнайы үлгіде блоктар қажет ... ғана ... SoC ... ... ... ... қатар әр жобаға өздігінше және талаптарға дәл сәйкес келуі қажет.Бұл SoC интеграторларына максималды икемді ... ... ... Олар ... нақты талаптары бойынша SoC жобасын оңтайландыра алады және барлық көп ... ... ... SoC ... конфигурацияландыра алады.
Олар қандай да бір жеке қолданбада немесе әрекет аумағында ... ... (не ... бұл ІР ... көп ... қолданудың мүмкіндіктерін едәуір арттырады және SoC жобаларының үлкен жинағында қолданылуы (реконфигурацияланған механизмдер арқылы) мүмкін. Бұл ... SoC ... үшін ... ... ... жаңадан өңделген жаңа ІР блоктарға да мына шарт бойынша қатысты:жобалау үрдісінде көп ретті қолданылатын ІР блоктарды жобалаудың жалпы ... ... және ... ... және ІР блок ... (VSIA, OCP-IP, және т.б. ... ... сақталған, берілген блоктар кейін әр алуан SoC ... ... ... мүмкін.Жобаланатын блок өңдеу немесе интерфейс бойынша стандартты ... ... және әр ... ... ... үшін конфигурациялануы мүмкін деп ұйғарылады. Стандартты интерфейсті блоктар (мысалы, реконфигурацияланатын PCI және USBинтерфейстері) және процессорлы (ARM, ... ARC және т.б.), ... ... көп ... ... мақсатында жобаланған блоктар болып табылады. Қарама-қарсы мағынада, тек бір ... ... ... ... қолданылатын жеке функционалды блок болып табылады.
Бірақ, көп ... ... ... ... ... жетуі жобалау кезеңінде үлкен шығындарды қажет етеді. Осы ІР блоктарды көп ретті қолданудың мүмкіншіліктерінің жетістігі бойынша ... - ... ... кең ... ... және ... кең ауқымда реконфигурациялау мүмкіндігі - осы SoC жобасында бір ... ... ... блок құру шығындарымен салыстырғанда 50% - 200%-тен аса шығынды қажет етуі мүмкін (яғни, құру 1,5-3 есе көп ... ... ... ... ). ... жұмсалған талпынысты (усилие) ақтау үшін блоктардың кейін минимум дегенде үш рет қайта қолданылуы қажет. Оның ... ... ... ... өте кең верификация (анықтау) қажет. Өйткені,кең ауқымды реконфигурациялаудың кіріктірме мүмкіндігінің және интерфейстердің санының көп ... ... блок әр ... және ... ... ... ... қолданылуы мүмкін. Нәтижесінде қажетті талпыныстар SoC жобасына арналған бір ... ... ... ... ... ... қарағанда өте жоғары болады, сондықтан ІР блоктарды виртуалды құраушыларға айналдыру шешімін мұқият ... ... ... ... жобалау тәсілінің негізіндегі қажетті талпыныстарды жеңіл түрде бағалау SoC жобалауындағы блокты тәсілдің басты құндылығы ... ... ... ... ... ... ... кейін және чиптің азды-көпті толық спецификациясының болуы арқылы блоктарды таңдауға және бір реттік немесе көп реттік блоктарды ... ... ... ... ... Көп ... қолданылатын блоктарды құруға кететін талпыныстар бүкіл чипті құруға кететін талпыныстардан тікелей азайтылады. Көп ретті қолданылатын әрбір блок үшін интеграцияның ... ... ... қажет (блокты ішкі команда құрғандықтан ). Оның көлемі ІР блоктардың қолданылатын кітапханаларының сапасымен өте тығыз байланысты. ... көп ... ... ... пайданы тікелей бағалауға және оларды қажетті қосымша талпыныстармен салыстыруға болады. ... бәрі ... ... ... ... ... және SoC ... қатерді азайту мақсатында сертификаттау, сипаттау және көп ретті қолданылатын ІР блоктардың кітапханаларын құжаттау үрдістеріне зор маңыз ... ... ... IP-ді ... виртуалды құраушыларды) бөлек блоктар базасы негізінде көп ретті пайдалануға арналды. Бірақ, ... ... ... деп аталатын виртуалды құраушыларды көп ретті пайдалануына және күрделі SoC жабалауына деген анағұрлым ... ... ... ... ... ... байланысты толығырақ ақпаратты [6,7,8,9]-дан табуға болады. Ал мұнда біз тұғырнамалық жобалауды тек бір ... ... ... жобалауды талап етілетін күшінің, жобалау уақытының және күрделі SoC анықтаулары (верификациялары) мен талдамаларының жобалық қаупін азайтатын жоспарланған ... ... ... ... аламыз. Блоктар негізіндегі көпретті қолданудан тұғырнамалық жобалаудың бөлек ерекшелігі ‒ құраушылар ... ... ... ... ... жинайды. Мұндай көпретті пайдаланылатын архитектура алдын ала параметлренген және алдын ала верификацияланған виртуалды құраушылардың (HW және SW ... ... ... қоса SoC ... тұғырнамасы болып табылады.
Өндірістік жобалауда тұғырнамалық жобалау танымалдылығының өсуінің бірнеше себептері бар. Бұған жобалау өнімділігіндегі ұлғаю, тәуекелдің ... ... ала ... виртуалды құраушыларды басқа қолданбалы аймақтардан анағұрлым нәтижелі пайдалану мүмкіндігі және бұрын SoC ... ... ... ... ... ... ... толығымен қолданбадағы тұғырнамалар, қайта конфигурацияланатын тұғырнамалар және процессорлы-бағдарланған тұғырнамалар жатады [10]. Philips Nexperia және TI ОМАР сияқты толығымен ... ... ... қолданбалы аймақтарға арналған жүзеге асыру құралдарының толық жиынтығын қамтамасыз етеді [11]. ARM Prime-Xsys сынды процессорлы-бағдарланған тұғырнамалар шинаның ... ... ... ... ... (RTOS) бірге приферияның базалық жиынтығымен сәйкес келетін процессорда орналасып, негізделеді. Xilinx Platform FPGA және Altera SOPC секілді қайта ... ... ... жобалаудың берілген маршруты бойынша САПР құралдарымен, қауымдастырылған ... IP ... ... конфигурацияланатын логикамен біргепроцессордың hard-core-ын ұсынады.
SoC біріктірілген ... ... SoC ... ... 2 ... ... ... Базалық тұғырнама тұғырнама авторларын таңдау арқылы SoC жобалауының нысандандырылған және ... ... ... өңделуі қажет. Еншілес (туынды) жобаларда көп ретті қолданыс үшін SoC тұғырнамаларын құру барысында тұғырнаманың барлығын және оның HW/SW ... ... ... толықтай жүзеге асыруға дейін жеткізу қажеттігін есте сақтау керек. Тұғырнаманың ... ... ... нысандандырылған кітапханалар үшін, сондай-ақ көп ретті пайдалану үлгілерін құру үшін қаншалықты ... ... ... ... ... ... орындалу керек. Тұғырнаманы құру үрдісінде, сонымен қатар, тұғырнаманы және оның туынды жобаларды жобалау үрдісіндегі кітапханасын қайта қолдануға ... ... және ... ... ... барлық жобалық файлдар да маңызды болып табылады. Бұған туынды жобаларды жобалау барысындағы конфигурацияланған тұғырнамаларды ... ... ... ... ... ... ... мен скрипттердікүйге келтіру әдістері де кіруі қажет.
* Жобалау үрдісі берілген біріктіруші SoC тұғырнамасын пайдаланатын барлық туынды жобалар үшін ... және ... ... ... бірге мұрағаттан тұғырнаманы шығару үрдістері, туынды жобалар үшін реконфигурационды күйге келтіру кіріспелері/енгізулері, туынды жобалар үшін жобалық файлдар генерациялары, туынды ... ... ... үшін ... ... орта генерациялары, сондай-ақ кітапханалардан құраушыларды таңлау мүмкіндігі, олардың модификация мен барлық тұғырнама шеңберінде тексеру мүмкіндіктері, және берілген туынды қолданба үшін жаңа ... ... ... ... ... құру ... қамтамасыз етілуі керек.
Қайта конфигурацияланатын немесе жоғары бағдарламаланатын тұғырнамалар SoC тұғырнамалық жобалау ... ... ... ... ... FPGA тұғырнамасы мен SoC құрылғысын ретінде, яғни тұғырнама құруға арналған тұғырнама ретінде ... ... ... ... құрылғы мәліметтерін Xilinх и Altera сияқты компаниялардан ала алады. Бұл құрылғыларда жалпы мүмкіндіктердің базалық жиынтығы және IP ‒ ... ... ... ... MACs және SERDES ... арнайы IP блоктар, сондай-ақ IP ... ... ала ... ... ... ... болады. Содан кейін жобалық топтар өзінің мамандандырылған IP кітапханаларын қоса ... бұл ... ... қолданбалы аймақтан түрлендіруі мүмкін. Соңында алынған тұғырнама базалық мета-тұғырнаманы таңдай алатын және оны нақты қолданбаға қажетті IP ... ... ... ... ала ... ... аралық тұғырнамаға (жоғарыда айтылған) конфигурациялай алатын, туынды жобалар бойынша жұмыс ... ... ... ... ... және ASSP ... эволюциясы
Тапсырысты, ASIC және ASSP-ді (Application Specific Standard Parts) басынан құрайтын жобалаулардан көп ретті пайдалану негізіндегі SoC ... өту ... ... түрде, блоктық жобалау үдерісінен эволюция тоқтап қалуы мүмкін кезеңінде ... ... ... (толық тапсырысты ASIC жобалау маршрутына табиғи түрде жиналатын) тұғырнамалық жобалауға ауысу туралы шешім бірнеше факторларға тәуелді.
SoC тұғырнамалары ... ... ... үшін ... ... жоғары өнімділікті, қоректі азырақ тұтынуды және/немесе анағұрлым төмен бағаны (мысалы, ... ... ... мен ... ... сапалы желілік жабдықтар, немесе бағасы бойынша өте төмен, тұтыну ... ... ... SoC (mixed signal)) ... ететін қолданбалар үшін блоктық жобалау біріктірумен және үлкен тәуекелмен айтарлықтай күш салу арқылы ең аз ... ... алып ... ... да, ең ... ... ... мүмкін. Әрине, мұндай қолданбалар жобалаушы топтардың көбеюін және жобалау талап ететін уақыттың артуын ақтау керек, ал ... ... ... жоғары тәуекел өнімнің ұзақ уақытты келешегімен немесе жай ғана оның ... ... ... ... ... ... ... үлгісінен тұғырнамалық жобалауға ақырындап ауысу мүмкіндігі болатын көптеген қолданбалы аймақтар бар. ... егер ... кең ... жалпы процессорлы ішкі жүйені (нысандандырылған шинамен (мысалы, АМВА) бірге ARM негізіндегі RISC процессор, DMA, және т.б.) пайдаланады леп ... онда осы ... ішкі ... SoC туынды жобаларындағы кезекті көп ретті қолдануға арналған ... ... ... ... ... Егер қандай да бір интерфейс немесе функционалды процессорлы блок SoC-тің жоспарланған біраз бөлігінде пайдаланылатын ... онда ... ... ала ... және ... отырып, берілген процессорлы ішкі жүйеге қосуға болады. Бұл енді, қолданбаға бағдарланған SoC тұғырнамасына ұқсай бастайды, ... ... ... мен ... ... ... ... бақылауында болады және де шығынды төмендететін болса, ... ... ... мүмкін.
Алдында жаңа SoC құру міндеті тұрған жобалық топ сыртқы тұғырнаманы (Philips немесе TI сынды жартылайөткізгішті жеткізушіден не ... [11] ... бар ARM ... IP ... пайдалану мен алуды және блоктық амалдарды пайдалану ... ... ... ... ... ... тұғырнама негізінде SoC-ті өңдеуді шеше алады. Бұрынырақ талқыланған Xilinx сияқты қайта конфигурацияланатын тұғырнамалар жеткізушілерінің тұғырнамалары, өз кезегінде, FPGA кемшіліктерін ... мен ... ... құру ... ... ... мен қуаты бойынша ауыстыратын кейбір қолданбалы аймақтарда өте қызықты мүмкіндіктерді ұсынады.
IP кітапханаларға қойылатын талаптар
IP ... ... ... ... көп ... ... әр ... үлгілеріне қатысты қатты өзгере қоймайды. Барлық жағдайларда барлық блоктар IP модельдерінің толық жиынтығымен, құжаттамалармен және сәйкес ... ... ... ... ... да ... берілуі керек. Олар Design and Reuse-те [13] сипатталған немесе зерттеу жобаларымен (ТООLIР ... [14]) ... ... ... ... ... ... қолдау үшін иерархиялық түрде ұйымдасуы және саралануы қажет. Ақырында, IP блоктар жайлы мета-мәліметтер ( ‒ жылдам сәйкестендіруді (идентификацияны), баға мен ... ... ... ... жылдам іздестіру мүмкіндігімен мәліметтер қорына ұйымдасуы қажет.
Алайда, блоктық ... ... ... жобалауда, IP кітапханалардың бөлек блоктар базасында ғана емес толық тұғырнама базасында да сақтауды, шығаруды, іздестіруді қолдағандары да ... ... ... ... ... және аппараттық тұғырнамалармен бірге пайдалану үшін мамандырылған виртуалды құраушылар блоктарынан тұратын тұғырнама біртұтас ... ... ... және ... ... ... мәліметтер қорының мүмкіншілігі қөмегімен, тұғырнама кітапханасын құраушы индивидуалды құраушылар бір-бірімен және тұғырнаманың өзімен байланысты болуы қажет. ... және ... ... ... ... ... ... бірнеше тұғырнамаларға кіруі мүмкін екендігі белгілі; сондықтан блок туралы ақпаратты бір рет сақтауға және оған ... ... әр ... ... (SoC ... блоктық үлгісіндегі бөлек блоктар мен тұғырнама бөлімдері сияқты) болатын мүмкіндігі бар ... ... ... ... өте ... ... жобалық топ нақты блок негізінде оның қандай тұғырнамаларға жататынын, тұғырнаманың тіркелген архитектурасының бөлігі болатын/болмайтынын ... ... ... ... ... ... ... болуы тиіс.
ІР блок үшін біріктіру архитектуралары
және оның салдары
Заманауи SoC архитектуралары чиптегі стандартты шиналардың дәстүрлі иерархиясын қолданады. ... ... AMBA, ... ... ... ... негізіндегі процессорлы шиналар, жоғарыжылдамдықты жүйелік шиналар және ... ... ... ... master-slave стандартты шинасы. Жақында пакетті технологияға негізделген ... ... желі ... ... ... үлкен қызығушылық пайда болды; әдебиетте бұл тақырыпқа сәйкес келетін көптеген тәсілдер ... ... ол ... оқу ... ... өнеркәсіптік зерттеу зертханаларында да негізінен зерттеушілер тақырыбы болып қала береді.
SONICS-те өңделген және қазір OCP-IP стандартымен ... Open Core Protocol ... SoC ... ... ... ... - ол SoC ... стандартты жұйелерінде жиналады және осы ІР блоктардың әр түрлі желілерінің бейімделуінің SoC амалдарында қабылданған процессорлы блоктары сияқты ... ... ... ... ... айырмашылығы.
SoC коммуникациясының желісіне назар аудару SoC архитектурасындағы негізгі мәселе сияқты дәйекті болып көрінеді. Оны ОСР мысалындағыдай чиптегі ... даму ... анық ... ... ... ... ... орындау мүмкіншілігі және чиптегі коммуникация кідірісі жеке ІР блоктың тез әсер етуі сияқты SoC-тың тез әсер етуіне осындай ... ... ... Егер ... желі нашар жобаланған болса, онда SoC берілген спецификацияларға лайықты бола алмайды және бұған басқа ІР ... ... қою ... ... тек ... ... қайтадан толық тексеру арқылы шешуге болады. Сондықтан желі топологиясын, иерархияны (қабаттың саны және түрі), коммуникацияның егжей-тегжейлі (детальный) протоколдарын және ... ... ... ... SoC жобалауының негізі болып барады.
SoC-тың 10-20 блоктар жинағынан 50-100 блоктар жинағына, одан әрі жүздеген жеке ІР блоктарға ауысуынан кейін жеке ... тез әсер ... ... ... ... ... (ІР блоктар деңгейіндегі байланыс) басты мәселеге айналып барады. Осы жағдайда SoC жобалауы, логикалық элементтің (gate) кідірісін аралық байланыс кідірісімен салыстыруы ... ... ... ... ... ... белгілейді. Біз ИС сандық жобалауындағы 500 нм-ден 350,250,180,130 және қазіргі уақытта 90 нм-ге дейінгі ауысуды бақыладық. Бұл ауысу ... ... және блок ... есептеудің қатысты маңыздылығының өзгеруі.
Сөйтіп, минималды өлшемдердің азаюымен және чиптегі коммуникацияның сенімді желілерін құру тапсырмаларының күрделенуімен, чиптегі ... ... ... ... артады, соның ішінде коммуникация жобалауының асинхронды үлгілері күрделілігін синхронды түрімен салыстыра ... ... ... мүмкіндігі.
IP блоктың бейімделуі:
Коммуникативті қабықшалары
Әр түрлі коммуникационды архитектураларға IP блоктардың бейімделу механизмдерінің бірі ‒ коммуникационды адапторларды немесе ... ... ... Бұл ... [6]-да кеңінен талқыланады, ал Виртуалды Құраушылар Интерфейсі (VCI) контексінде VSIA-ден. Қабықшалар көмегімен перифериялы құраушылардың бейімделуі бойынша VSIA VCI-мен жүргізілген тәжірибелер ... ... ... ... ... және ... ... қабыршақсыз біріктірумен салыстырғанда (бірнеше пайызға) әлдеқайда аз [16]. Көп ретті пайдалану жеңілдігінің басымдылығы мен қабыршақтарға негізінделген IP блоктардың ... ... ... ... ... аз ғана нашарлауынан мәнді жоғарылайды.
IP біріктіруінің сапасы,
Сертификатталған әдістер мен стандарттар
Біз SoC ... көп ... ... ... және SoC ... ... топтар бойынша ішкі және сыртқы IP блоктарын көп ретті қолданудың қажеттілігін қарастырдық. жоғарыда ... ... ... ... біз IP ... сапа стандарттары, IP квалификациясы мен инспекцияда қолданылуы сияқты сұрақтармен кездестік. IP сапасының мәселесі IP ... SoC ... ... ... ... бірі болып қалады [17]. Сапа стандарттары мен VSIA және OpenMORE өлшеулері тек белгілі бір ... ғана ... ... біріктіру сапасы бойынша, IP таратуы бойынша талаптарға сай келетін кепілдемелі IP сапасының ... ... ... ... құру ... үшін өте ... ... еді. Мұндай сертификационды үрдіс, ең алдымен, көптеген IP блоктар үшін мүмкін болатын конфигурацияның көп санына және осы ... ... ... SoC ... шексіз дерлік санына байланысты өте күрделі болатын еді. Сертификатталған IP блоктар ... ... ... ... ... ... ... мүмкін.
Формальды сыртқы анықтаулар (мұндай сертификационды зертханаларға жету әлі алыс) болмаған жағдайда жобалық топтар өздерінің көп ретті ... ... ... ... ... мен ... үрдістерін жобалау тәжірибесі негізінде құруы тиіс. Тұғырнамалық жобалау әдістері, осы жерде, берілген қолданбалы аймақтағы сәйкес ... ... IP ... топ ... және ... ... ... арқасында көмектеседі. Бұдан тек қана тәуелсіз баға мен біліктілік жақсырақ болуы мүмкін.
IP-ді жоспарлы және жүйелі түрде көп ... ... ... көп ... ... ... ... өнімділіктің жоғарылауының жоғары ықтималдылығын береді. Көп ретті пайдалану стандарттарына сай келмейтін қолданыстағы (существующий) жобалық блоктарды қайта қолданудың мұқият ойланылмаған ... ... ... және ... етілген сапа мен жобалау өнімділігін қамтамасыз етуге қабілетті емес.
Әдебиеттер тізімі:
* Michael Keating and Pierre Bricaud, Reuse ... Manual for ... Designs, Kluwer Academic ... 1998 (First ... 1999 (Second ... 2002 (Third ...
* International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), 2001 edition. URL: http://public.itrs.net/
* Virtual Socket Interface Alliance, on the web at URL: ... This includes access to its various public ... ... the original Reuse Architecture document of 1997, as well as more recent documents supporting IP reuse released to the public domain.
* The Virtual ... Exchange (VCX). Web URL: ...
* Open Core Protocol ... ... Web URL: http://www.ocpip.org/home
* Henry Chang, Larry Cooke, Merrill Hunt, Grant Martin, Andrew McNelly, and Lee Todd, ... the SOC ... A Guide to ... Design, Kluwer Academic ... 1999.
* K. Keutzer, S. Malik, A. R. Newton, J. Rabaey, and A. ... ... Design: ... of Concerns and Platform-Based Design, IEEE Transactions on CAD of ICs and Systems, 19, 12, 1523, December 2000.
* Alberto ... and Grant Martin, ... Design and Software Design ... for Embedded Systems, IEEE Design and Test of ... Volume 18, Number 6, ... 2001, pp. 23-33.
* IEEE Design and Test Special Issue on Platform-Based Design of SoCs, November- December 2002, Volume 19, Number 6.
* G. Martin and F. ... A Design Chain for Embedded Systems, IEEE ... Embedded Systems Column, March 2002, pp. 100-103.
* Grant Martin and Henry Chang ... Winning the SOC ... ... in Real Design, Kluwer Academic ... May 2003.
* Patrick Lysaght, FPGAs as ... for Embedded Systems, Proceedings of the IEEE Conference on Field Programmable Technology, Hong Kong, Dec 2002.
* L. Ghanmi, A. Ghrab, M. Hamdoun, B. ... G. Saucier and K. Skiba, E-Design Based on the Reuse ... ... of DATE 2002, Paris, March 2002, pp. 214-220.
* R. Seepold, N. Martinez Madrid, A. Vorg, W. ... M. ... P. Neumann and J. Haase, A Qualification Platform for Design Reuse, ... of the ... ... on Quality ... Design (ISQED 2002), March, 2002, pp. 75-80.
* Axel Jantsch and Hennu Tenhunen ... Networks on Chip, Kluwer Academic ... ... тарау
SoC ЖОБАЛАУ ПРОЦЕСІ
Кіріспе
SoC туралы айта кететін болсақ, SoC жобалау процесі мультидисциплинарлы сипаттамаға ие, ... ... ... ... ... ... қолдануды талап етеді. Құрастырушылар электрониканың барлық салалары жөнінде белгілі түсінігі болуы керек, ... ... осы ... ... ... міндетті емес. IP- блоктардың қайта қолданылуы және платформалы бағдарланған жобалау жобалушыларға оларға тиісті емес заттарды иемденуді болдырмайды. Бұдан басқа, DFT-тен (Design for Test - ... ... ... ... ... және аналогтық аппараттық бөліктерді жасауға дейін, верификациядан жүйелік жобалауға дейін, құрылымды БЖ (ПО) жасаудан IP- блоктарды алу және ... ... ... ... ... СБИС ... дейін құраушылар командасы түгелдей қажетті көлемде білімге ие болуы керек. Тек ... жеке ... ... емес!
SoC жобалау маршруты
1-суретте SoCжобалау процесінің кейбір негізгі құраушылары көрсетілген. Бұл, әрине, жобалау маршрутының белгілі стилизациясы және линеаризациясы. Қазіргі ... ... ... ()дәстүрлі жобалау түріне спираль тәріздес әдістемелік жобалау алмасуға ... ... ... ... ... ... ... бұрын ағымдағы барлық жоба тапсырмалары аяқталуы тиіс. Реалистік спираль тәріздес моделінде бір ... 4 ... ... жобалау жүргізіледі, олар: БЖ жасау, RTL-код жасау, логикалық синтез, физикалық синтез. Бұл процесс нәтижесінде құрастырушы топтары жоблау нәтижелерімен ... ... SoC ... ... ... да бір белгілі IP-блоктың толық және бөліктікжүзеге асыру қажеттігі туындауы ... ... оның ... яғни ... ... мен өнімділігін бағалау үшін мұндай нәтиженің бағасы бойынша архитектура толықтай немесе ... ... ... ... тез ... және ... ... көмегімен SoC барлық архитектурасының бағасын жасауға болады.
5.1 сурет. SoC жобалау процесінің кезеңі (идеалдандырылған маршрут).
Жоба бөлігінің жылдам прототиптенуі ... ... ... ... ... ... SoC барлық заманауи жобалау маршрутының ажырамас бөлігі болып табылады.
Енді жобалау процесінің әрбір кезеңін ... ... ... негізгі маршруттары(бағдарламалық құралдар бизнесінде алдыңғы қатарлы EDA компаниялар Cadence Design Iystems және Synophsys)№1 және №3 ... ... ASIC ... ... қабылданған.
SoC талаптарының анализі - РЭА үшін қажетті бұл күрделі SoC-тың соңғы ... ... ... мен ... ... зерттеу нәтижесінде анықталған функционалды және функционалды емес болашақ SoC сипаттамаларының ... ... ... ... ... ... маналар жатады: бағасы, өлшемі, энергия пайдалануы, өнімділігі, корпус түрі және т.б. Бұл берілген кезең бірмәнді жауабын беруі ... жоба ... ... ... ... ма? Жобаны жүзеге асыру үшін қандай амалдар қолдану қажет? Жобаның ... ... ... ... ... ... Бұл жоба ... ұрпақ тауарларына негізделіп құрылуы мүмкін бе? Немесе платформалы бағдарланған жобалау жағдайында берілген жоба ... келе ... ... ... ... мүмкін бе?
Алгоритм анализі және оны жасау. Бұл негізгі қадамдамәліметтерді өңдеу және жүйені басқару бөлігінде де SoC ... ... ... ... ... және ... Басқару алгоритмдері күйдің соңғы санды автоматы түрінде өрнектеледі. Мәліметтерді өңдеу алгоритмі ереже бойынша мамандандырылған бағдарламалар( ... С/С++) ... ... ... ... ... құрылымының анализі үшін келесідей автоматтандыырлған құралдар қолданылуы мүмкін: Mathworks Matlab/ Simulink, Cadence SPW, Synopsys CoCentric System Studio Ptolemy/PtolemyII(Беркли университетінің профессоры Эда ... ... ... ... ... ... сұрақтарды атап өтейік. Олар: берілген SoC дұрыс жүмыс істеуі үшін қандай басқарушы ... мен ... ... ... түрі ... ... ... дәлдікпен өңделуі қажет? Мысалы, байланыс жүйелері үшін кодтау/декодтау ... мен ... ... ... ... Бар алгоритмдерді бейімдеу мүмкін бе немесе жаңасын құру қажет пе? Таңдалынған алгоритм талап етілгенөткізу қабілетін қамтамасыз ете ала ... ... ... ... ... ... қаншалықты шындыққа жанасымды? Архитектуралық деңгейде таңдалынған алгоритм жүзеге асыру барысында қаншалықты күрделі?
SoC архитектурасы. Бұл ... ... SoC ... ... ... ... тарауда көрсетілгендей, SoC үшін каркасы болатын коммуникациялық архитектураны таңдау аса маңызды. Сәйкес емес ... ... ... SoC-ты тым ауыр ... әсіресе, бұл өзіндік құнында қатты білінетін болады. Әрине алғашқы кезекте бағдарланатын процессорлық ядролармен анықталу қажет. ... ... ... сұраққа жауап беруі керек: RISCпроцессоры қолданылады ма? Кірістірме DSP ядролары қолданылатын бола ма? ... ... ... ... тек ... ... ма ... дайын процессорлық ішкі жүйе ретінде қолдану қажет пе? Қазіргі уақытта процессорлық ядро ... ... ... ету ... ... ... қосымша IP- блок терімдерінен тұрады, оның ішіне бар мүмкін болатын интерфейстер, жады ... ... ... PLL және т.б. кіреді. Аппараттық және бағдарламалық бқліктерге бөлудегі идеясы қандай? Кіріктірме ... ... ... рұқсат) қандай талаптар қойылуы қажет?
Жүйелік деңгейдегі жобалау SoC ... ... ... ... ... сол ... ескере отырып, ол көбіне формальды емес түрде жүргізіледі. SoC архитекторлары әдетте қағаз бен ... және де т.б. ... ... ... Бірақ бұрыннан бері көп жағдайда бұл кезеңде С/С++ негізіндегі формальды емес модельдерді архитектура жағынан ... ... ... ... ... Күрделі алгоритмдердің жобалаушылары аудио-видео өңдеу аймағында сигналдарды өңдеуде бұрыннан мәліметтер ағыны моделін қолданып келеді жәнеөздерінің ... ... ... ... ... ... жүзеге асыру өнімділігін тексеруалгоритм тапсырмалары үшін мамандандырылған құралдарына сәйкес келеді. Әр түрлі стандарттармен моделдеудің С/С++ негізіндегі активті жұмысы ... ... үшін ... ... ... ... болуына алып келді. Модельдеудегі қажеттілік және күрделі құрылғалар(SoC типі) анализі жүйелік деңгейде ... ... ... ... ... ... Бұл ... бағдарламалық-аппараттық декомпозиция тапсырмасы орындалуы керек. Мұнда тағы да ... ... құру ... және ... SoC ... ... өндіргіштігі және функционалды емес атрибуттарын талаптарын қадағалауынаанализ жасау(компьютерлік модельдеу жолымен) керек. Соныңда, барлық қолданатын IP-блоктар(қайта құрылатын, ... ... ... ... ... ... қажет.
Идентификациядан кейін жүйелік деңгейде жобаға қажетті процессорлар мен ... ... және ... ... құрастырушылар тобы IP-блоктарды сатып алу жөнінде қандайда бір әрекет қолдануы қажет. ... бұл ... ... бойынша жеткілікті ұзақ, онымен қоса паралельді түрде басқа фазалармен, мысалы, жүйелік жобалау ... ... ... верификациямен орындалуы мүмкін. Топ үлкен фирмада жұмыс істегенде, тиімді ... ... ... ... ... ... ... болса немесе келісім бойынша IP-блоктардың сыртқы кітапханасына шығысы болса, немесе топта минимум бір адам ... ... ... алу және ... ... ... бар ... жақсы.
Осы тәрізді топтар үшін бұл кезеңнің мәселелерін шешу ... ... Ал ... және инфрақұрылымы аз басқа топтар үшін бұл сұрақтарды зерттеумен етене айналысу керек және алғашқы уақыттарда IP-блоктардың ... ... ... тура ... Бұл ... тегіс емес жерлерді түзету үшін IP-блоктардағы бар стандарттарды VSIA немесе VCX ... ... ... ... ... ... қатаң әрі толық тексеруден өткізу, оның нақтылығын және толыққандығын, сонымен қатар, интеграция кезеңіне дейін мүмкін ... ... ... ... ... қиындықтардың бірі болып табылады.
Транзакция деңгейіндегі верификация. Жүйелік жобалау кезеңінде құрылған ... ... ... транзакция деңгейінің абстракцияларын пайдаланатын біршама детальдендірілген модельді құрудағы ... ... ... ... ... ... ... архитектура деңгейіндегі функционалды верификация жүргізуге арналған жобаның ... және ... ... жүйе ... ... мүмкіндік береді. Оны басқаша сұлбаның алтын макеті(golden testbench) деп атайды. Виртуалды ... ... ... ... сияқты верификациялауға, сонымен қатар аппаратурлық тілдерде(Verilog, VHDL) және жалпы жобаның ... оның жеке ... ... ... ... БЖ ... анықтау. Әлбетте, кристалда жүйе бұл жай ғана СБИС емес, онымен қоса ішіне орнатылатын бағдарламалық жабдықтама ... Бұл ... ... ... SoC ... ... пайдаланылатын спецификация және коммуникациялық архитектура немесе процессорлық ядро таңдауда ғана емес, БЖ да айтарлықтай әсерін тигізеді. Сондай-ақ , нақты ... ... ... ... - ... ... System) ... тура процессордың типіне байланысты(негізінен, оның рязрядына), яғни өз кезегінде ... SoC ... ... ... ... ... OSEK- бұл автомобильді жүйелерге арналған операциондық жүйе, Symbian OS - ... ... ... ... ... PalmOS- PDA(Personal Digital Assistants) шағын ДК үшін және т.б. SoC ... ... ... яғни ... БЖ, RTOS және ... ... өзара әрекетін жабдықтайтын мамандандырыған БЖ жабдықталуы тиіс. Аппаратты IP-блоктар ... ... ... туралы да айта кетуге болады. Түрлі дайын ... ... ... - ... БЖ ... маңызды бөлігінің бірі. Кодтау/декодтау бадарламалары дауысты немесе суретті дайын ассамблер коды түрінде нақты DSP немесе CPU үшін құрылады. Сөйтіп, SoC ... ... ... ... ... толық және нақты анықтау қажет. Қандай операционды жүйені таңдау қажет? ОЖ, қолданбалы БЖ және периферияның өзара әрекетін қалай ұйымдастыруға болады? ... ... ... басқа жақтан алуға және қайта пайдалануға болады, ал қандай блокты толық жасауға тура келеді?
SoC микроархитектурасын жоспарлау және конфигурация. Бұл ... біз SoC-ті ... және ... жобалау жағынан толық қарастыра бастаймыз. Әрине, жоғары деңгейлі жобалау кезінде құрастырушылар командасы физикалық жобалаудың белгілі қиындықтарын ескеріп, зерттеуге мәжбүр. ... ... ... физикалық деңгейге дейін толық түрде талдамас бұрын, келесідей шарттар орындалуы тиіс:
* команда ... ... ... ... ... ... келісімге келу;
* барлық IP-блоктар толық және біржолата конфигурациялануы тиіс.
* ... ... ... ... және ... тиіс ... қуат көзі, тактты сигналдар, шиналар, уақыт параметрлері)
* барлық аппараттық блоктар жүзеге асырылуы тиіс ... ... ... да) ... ... келешекте бағдарламалық жолмен SoC верификациясы үшін қолдануға ... ... ... немесе акселлерация негізінде прототипті немесе қай әдісті болмасын қолданумен қатар сынақ ортасын ... ...
DFT ... және оны енгізу. SoC жобасына дайын СБИС-ті (DFT- ... ... және ... ... үшін сынақ жүргізу міндетті түрде енгізілуі тиіс. Дайын IP-блоктарды қолдану кезінде жағдай қиындай түседі. Әр түрлі ... мен ... ... ... IP-блоктартарда әр түрлі тестілеудің түрі бар. Сондықтан SoC жасауда бұл құралдардың бәрін құрамдастыруға(BIST немесе SCAN сияқты) тура келеді. ... ... ... ... бөлігі - цифрлық, аз бөлігі -аналоговая) бейімделген. типіндегі SoC өте сирек кездеседі.
Аппараттық IP-блоктардың интеграциясы. Бұл этап ... ... ... ... ... ... ... архитектураға сәйкес, басқа құрастырушылармен жасалған дайын жобалық блоктарды монтаждау және оны жинауда жеткілікті тәжірибесі бар. SoC-тың СБИС-тен негізгі айырмашылығы - ... ... ... жиі ... ... тура келеді. Қиындықтардан арылу үшін мұнда толықтай квалификация мен сырттан ... ... ... іріктеу кажет.
БЖ ассемблрлеу және оның SoC-тағы интеграциясы. Бағдарламалық жабдықтамамен IP-блоктарды ... ... ... нақты SoC-қа бейімделуі және SoC құрамында интегралдануы және верификациялануы қажет. Бағдарланған IP-блоктардың жұмысын шешілетін ... SoC ... ... және ... RTOS ... верификациялау маңызды.
Бағдарламалық-аппараттық верификация. Бағдарламалық-аппараттық верификация маршруттың блок-схемада барлығы бір блок ретінде көрсетілсе де, ... ... ... және ... ... болып табылады, оның шешіміне жалпы SoC сапасы тәуелді. ... ... болу үшін ... ... () алынған сынақ ортасын жасаудағы нәтижесін пайдалану қажет. Бұдан басқа, верификация құралы сипаттаудың бірнеше тілін және аралас ... ... ... ... Мысалы, SystemC моделі мен HDL аппаратурасының сипаттамасын дұрыс сәйкестендіру қажет.
Қазіргі уақытта бағдарламалық-аппараттық верификацияның кең спектрі орын алады: бағдарламалық симуляторлардан ... ... ... және ... онымен қоса ПЛИС үшін прототиптерге дейін. Соңғы уақытта формальды верификация(моделдеусіз) негізінде верификация құралдарын жиі пайдаланады, ... ... ... бақылау. Біріктірілген АЖ және БЖ верификацияның бір мезетте орындауының - ко-верификацияның түрлі ... бар. ... БЖ ... ... Set ... ... ... толығымен бағдарламалық модель түрінде(мысалы, С/С++) жүзеге асырылуы мүмкін немесе RTL-коды түріндегі аппараттық бөлігі аппараттық эмуляторға берілуі мүмкін, ал ... ... ... ... режимінде жұмыс стансасында орындалады. Бағдарламалық-аппараттық верификацияның басқа тәсілі аралас ... құру ... ... қайта жасалатын блоктар жұмыс стансасында эмулирленеді немесе модельденеді, бағдарламалық жабдықтама баспа платасында орнатылған арнайы интерфейс арқылы жұмыс стансасына қосылған ... ... ... ... IP-блоктар электронды компонеттер түрінде жүзеге асырылады және процессормен қоса баспа платасына бірге орналаса ... ... ... жүйені модельдеу уақытсыз функционалды коммуникациядан тенденциясы хабарламаның көмегімен бір транзакцияның абстракциясы тербелуі ... ... ... ... моделінен циклдік дәлділікпен шинаның функционалды моделіне дейін және соныңда, шығыстарының ... ... ... талдауға дейін түрлі деңгейдегі жалпы SoC немесе әртүрлі деңгейді араластыру жолымен жобаны ... ... ... ... ...
Және тағы бір верификациядағы салыстырмалы бағыт бұл ассерттер(assertion) - ... ... жазу үшін ... ... ... ... ... формальды мақұлдама. Ассерттің көмегімен симуляция процесі кезінде модельдердің ерекшелігінің өзгеруін байқауға болады, белгілі шарт процесс бойы ... ... ... ... қате шарт ... рет ...
Құрастырушылар командасы құралдар мен құрылғылар санына тәуелсіз бір нәрсені есте сақтаулары тиіс, тек жақсы ұйымдастырылған верификация процесі ... ... ... ... ... береді: және келесі жұмысқа өтеміз.
SoC верификациясы және ақырғы құрастыру. Ақырғы құрастыру ... және ... ... ... ... трассасын белгілеу, технологиялық нормалар бақылауынан тұратын(DRC - Design Rule Checking) физикалық верификациядан, сұлба мен сәйкес ... ... ... ... ... ... Capacitor eXtraction) тұрады. Терең субмикрон технологиясы бойынша дайындалатын сұлбалар 0,18 мкм және одан аз, DSM ... ... ... ... ... өту ... жер/ қуат көзі ... кернеудің төмендеуі, сигнал тізбектерінің тұтастығы(signal integrity), жер/ қуат көзі тізбегінің тұтастығы (power network ... және т.б. ... ... ... орау және ... ... SoC өндіріске берілгеннен кейін, құрастырушылар командасы демалатын ... ... ... бұл ... SoC ... бөлігінің контекстінде толық талдап, БЖ тексеруге жұмсауға болар еді. Тәжірибеде аппараттық бөліктегі жеке ... ... БЖ ... жойылуы мүмкін.
Зауыттағы тексерілген және оралған тәжірибелі SoC микросұлбасының үлгісін ақырғы верификациялау үшін ... ... ... үшін БЖ ... және барлық жүйені бірнеше сағаттың ішінде тестілеу қажет. Ескере кету керек, ілгері дамыған құрастырушылар ... ... ... ... ... SoC ... ... ұйымдастырылан әдістемемен және жобалау маршрутымен үнемі табысқа жетеді.
Жобалаудың жүйелік деңгейі.
SoC құрудың ... және ... көп ... ... ... ... платформалы бағдарланған жобалауы сияқты жобасын жүзеге асыруда құрастыру процесін жеңілдету болып табылады, яғни оларды тез және ... ... ... ... ... жүйелік деңгейдегі жобалау - бұл негізгі күш салу және уақытша шығындардың ауысуына алып келеді. SoC ... ... және back - end ... ... ASIС, АSSP және ... СБИС жасауда пайдаланған құралдарға ұқсас болуы мүмкін. Олардың айырмашылығы тек оларды пайдаланудағы әдістемесі мен IP-блоктар қалай құрылып, салып алынады және ... ... ... Бірақ IP-блоктар негізіндегі фундаментальды жобалау табиғаты жүйелік деңгейге қатты әсерін тигізеді.
Дәл жүйелік деңгейде базалық жүйелік ... ең ... ... ... және ... онымен қоса, IP-блоктарды таңдау шешіледі. Бұл деп аталады. Егер платформалы бағдарланған тәсіл қолданса, онда бұл ... ... ... ... SoC платформасын баптау кіреді. Платформаның жобалау кеңістігін зерттеу жалпы DSE(Design Space ... ... деп ... болады, ал базалық коммуникацинды архитектура, процессор бекітілген зерттеу ... мен ... ... ... ... ... шектелген. Жоба командасы баптаулар параметрі мен IP-блоктарды таңдауда шектелуі мүмкін.
Негізгі функцияларды қарастырумен шектелетін ... ... ... ... жатады, олар жүйенің өндіргіштігі, талап етілген қуаты, чиптегі коммуникацияның өткізу қабілеті және басқа негізгі сипаттамалары БЖ және АЖ ... де ... асуы ... ... ... жүйелерде БЖ - БЖ бөлу тапсырмасы немесе бірігіп жобалаудың сұрақтары пайда болады. Осы ... ... ала 80 - 95 %, ... SoC не ... немесе пайдаланатын жасалған жүйе базасында қабылдануы мүмкін. Бірігіп жасалған жобаның шешімдері бойынша әдетте кішігірім терім үшін көбірек маңыздылығы бар ... ... АЖ және БЖ ... ... қарағанда, бөлу, бірігіп жобалау және жүйелік деңгейде DSE көбірек күшті талап етеді және бұған сәйкес келетін термин ... ... ... ... Жүйе ... ... екі ... деңгейде баға беріп сипаттауға болады:
* Функционалды белгілеу - дискретті оқиға, ақырғы автоматтар немесе мәліметтер ағыны сияқты, ... ... ... модельденетін функционалды тапсырмаларының қатарына бөлінген жүйенің қосымшалар торабы.
* Архитектуралық құрылымы - ... ... ... ... ... ... және жады ... негізгі IP-блоктар.
Мұндай тәсіл келесі әдіснамаға келтіріледі. Ең басындаекі қойылған жүйе арасындағы анық көріністі құру қажет, онан соң ... ... мен ... ... ... бөлуді орындау қажет. Алынған гибридті модельді модельдеуге ... ... ... жарамдылығы ретінде зерттеп, соңғы тауарды жүзеге асыру құралы ... ... ... ... амал 5.2 ... ...
Суреттегі 1 және 2 сандарымен белгіленген 2 ... ... ... мен ... және SoC ... екі ... көрінісін белгілейді.
5.2 сурет. Біріккен функционалды-архитектуралық жобалау.
3 қадамда SoC ... ... үшін ... ... ... мен ... шығады. Соныңда, 4 қадам архитектураның толық талдауы(әсіресе коммуникация ... және ... ... ... қосу) және SoC толық талдауын жүзеге асыру.
Функцияны бірігіп жобалау тәсілі мен архитектураның жүзеге ... ... және ... САПР ... ... ... Бұл ... платформалы бағдарланан жобалау жағдайында табысты пайдаланылады.
SoC жаңа ... ... ... ... RISC процессорлары - ARM, PowerPC, MIPS және кейбір конфигурацияланған процессорлары SoC интеграциясы үшін арнайы жобаланған. ... ... ... ... ... қосымшаларында аудио және видео деректерін өндеу үшін Texas Instruments, Motorola, ParthusCeva секілді дәстүрлі жеткізушілерден DSP ... ... ... ... зерттеушілер компиляция мен нақты қосымшаларға конфигурацияланатын мамандандырылған процессорлардың синтезі сұрақтарын зерттеумен айналысады. ... ... ... ... рқл ... мүмкін. SoC қосымшалар талаптарына динамикалық адаптация жасауға шамасы ... ... ... кең ... ... бұл өте ... Бірақ бүгінде көп процессорлы SoC көп бөлігі 2-4 дәстүрлі процессорлардан қолданады; әдетте үлкен өлшемді тораптарды өндірісте және ғылыми зертханаларда ... ... ... ... пайдаланатын, гетерогендік көп процесссорлы архитектура енгізу SoC ... ... мен ... ... ... одан әрі ... ... SoC жобалаудың басты тапсырмасы ретінде гетерогендік, есептеуіш және коммуникациондық ресурстардағы оптимальды тапсырма жиынының көрінісі, ... және ... ... мүмкін. Бірнеше жыл бойы орнатылған процессорлардың көп бөлігі база бөлігінде кеш-иерархияны пайдаланбады, бірақ ... ... ... ... RISC және DSP ... 1-ші ... ... және оның сыртындағы жоғары деңгейі кеш-жадыларынын жеткілікті саны бар. ... ... ... мен ... құрылымды, өлшемді және жалпы SoC конфигурациясынын негізі шешімін жады иерархиясы конфигурациясы ретінде қарастыруы ... ... Thorsten ... Stan Liao, Grant Martin and Stuart Swan, System Design with ... Kluwer Academic ... May, 2002.
* Janick Bergeron, Writing Testbences, 3rd. Edition, Kluwer Academic Publishers, 2003.
* ... and C. Lennard, Impoving Embedded SW Design and ... for SoCs, Custom ... Circuits ... May 2000, pp.101-108.
* Prakash Rasinkar, Peter Paterson and Leena Singh. System-on-a-Chip ... ... and ... Kluwer Academic ... ... Ben Cohen, Using ... with Verilog and VHDL, ... Publishing, 2003.
* Samir Palnitkar, Design Verification with e, forthcoming from Prentice Hall PTR, August, 2003.
* Faisal Haque, Jonathan ... and Khizar Khan, The Art of ... with Vera, ... Central, 2001.
* F. Balarin, ... ... H. Hsieh, ... L. Lavagno, C. ... A.Sangiovanni-Vincentelli, E. Sentovich, K. Suzuki, and B.Tabbara, Hardware-Software Co-Design of Embedded Systems: The POLIS ... Kluwer Academic ... ... the ... 1997.
* ... ... B.Salefsku, J.Rowson and G.Martin, Methodology and Technology for Virtual Components Dreven Hardware/Software Co-Design on the System Level, paper 94.1, ISCAS 996 Orlando, Florida, May 30-June 2, 1999.
* G.Martin and B. ... System Level Design for SoCs: Two Years On, Chapter 25 in: ... ... and Design ... editor Jean Mermet, Kluwer Academic ... 2001, ... ... Productivity in VC Reuse: Linking SoC platforms to abstract systems design methodology, Chapter 3 in Virtual ... Design and Reuse, edited by Ralf Seepold and ... Martinez Madrid, Kluwer Academic ... 2001, ...
* Vinod Kithail, Shail Aditya, Robert Shreiber, B.Ramakrishna Rau, Darren C. Cronquist and Mkund ... PICO: ... ... Custom Computers, IEEE Computer, September 2002, Volume 35, Number 9, pp. 39-47.
* T.J. Callahan, J.R.Hauser and J.Wawrzynek, The Garp ... and C ... IEEE ... April 2000, Volume 33 Issue 4, April 2000 pp. 62-69.
6 ... ... ... SystemC ...
SystemC пайдалануының артықшылығы
Жүйелік деңгейде SoC жобалау және верификациялау үшін жүйелік деңгейде жобалаудың абстракцияларынасеніп құрылған, сонымен қатар қазіргі SoC ... ... ... және верификациялау тілі қажет.
* Жүйелер және SoC - аппараттық бөліммен қатар, бағдарламалық процессорларда жүзеге ... ... ... де ... Демек, SoC жобалау және верификациялау тілі аппараттық компоненттермен қоса бағдарламалық компоненттердің де үлгілерін интегралдауы ... ... ол ... ... ... жүйелерінің симуляторларын қолдау керек. Оның көмегімен құрастырылған объектілік код ... ... ... және SoC ... ... мен ... ... Олар әрқалай өңделеді, көптеген - мәліметтер ағыны (dataflow), ақырғы ... ... ... және ... ... - осы ... үлгілері әртүрлі есептеу болжамдарының негізінде тұжырымдалады. Демек, SoC жобалау және ... тілі ... ... ... интеграциялануын қолдау керек.
* SoC схемаларын немесе жобалауға болады; яғни оны ары қарай бөлшектерге бөлінетін жоғарғы деңгей үлгілерінен, ... ... ... жоғарылату үшін абстракцияланатын (дерексізденетін) жүзеге асыру үлгілерінен, немесе аралас ... ... ... ... SoC ... және ... тілі абстракцияның әртүрлі деңгейлерінде - функционалдық, архитектуралық, транзакциялар деңгейінде және ... мен бит ... ... ... ... бірге жүзеге асырылуын қамтамасыз ету керек.
* SoC үлгілері мен компоненттерін жасауда әртүрлі салалардан келген сарапшылар қатыса алады. ... ... ... ... және ... ... SoC ... және верификациялау тілі осы сарапшылардың барлығына таныс белгілеулерге негізделу керек.
* SoC жобалау ... оның ... ... ... ... абстракцияның әртүрлі деңгейлерінде өтілуі тиіс, функционалдықтан транзакция деңгейі ... ... ... ... ... эффективтілігі мен өнімділігін арттыру үшін верификацияның тесттік платформалары осы деңгейлердің барлығында пайдалануға жарамды болу керек. ... және ... ... ... табуға тиісті жаңа верификация үлгілері пайда болуда. Демек, SoC жобалау және верификациялау тілі арнайы верификациялық ... ... ... ... ... қолдануға жарамды және қайталап пайдалануды қолдау керек.
* IP-блоктары мен платформаға негізделген жобалауда - ... және ... ... қайталап қолдану қажет. Бұл үлгілер қайталап қолдануды ескере отырып жасалған белгілеулермен бірге кең таралған және түсінуге оңай ... ... ғана ... ... Демек, SoC жобалау және верификациялау тілі керек.
* Аппарттық бөлік жағынан SoC үлгілеу және жобалау кезеңдерін ғана ... ... ... ... ... ... де ескеру керек. Цифрлық аппараттық бөліктің жүзеге асырылуы көбінесе RTL синтез көмегімен жүреді. Демек, SoC жобалау және ... тілі ... ... ... ... RTL ... дейінгі талдап тексеруін қолдау керек.
* SoC жобалары чипта күрделі коммуникация схемаларын сақтайды. Бөлек функционалдық блоктарды үлгілеу сияқты чиптағы коммуникацияларды да ... өте ... ... SoC ... және ... тілі ... ... коммуникацияларды үлгілеуді және осы үлгілерді жұмысқа жарамды жүйе үлгілеріне интегралдауды қолдау керек.
Неге SystemC SoC схемалары мен жүйелерін жобалау және верификациялау, ... және ... үшін ... тіл ... ... Бұл тілдің ерекшеліктері мен артықшылықтарын жоғарыда көрсетілген талаптар тұрғысында көрсетейік:
* SystemC - C++-қа негізделген және C++-та ... ... ... мен ... ... ... ... Демек, ол С++-қа негізделген барлық үлгілерді интегралдай алады, оған команда жүйелерінің симуляторлары, бағдарламалық ... ... ... және С немесе С++ кодында генерацияланатын, жоғарғы деңгейдегі үлгілендіру әдістерінің жұмыс қорытындылары кіреді.
* SystemC ... ... ... ... бірігіп жұмыс істеуін қамтамасыз ете алатын және әртүрлі есептеу әдістерінің негізінде модельдеуде ... ... ... ... сияқты қарапайым құралдарды қолданады. SystemC-дағы барлығын мәліметтер ағынын, ақырғы автоматтарды, аналогты бөлігін және HW ... ... ... ... модельдер көрсетілген.
* SystemC модельдерді барлық абстракция деңгейлерінде қолдайды және OSCI (Open SystemC Initiative) өзіндік бастама шегінде, стандартты семантиканы ... мен API ... ... Ол ... бірігіп жұмыс істеуіне кепілдік бере алады.
* SystemC тілі C++-ке негізделген, ал ол өз кезегінде С-ға негізделген. Дегенмен, кейбір HW сарапшыларына C/C++ ... емес ... да ... ... ... ... алгоритмдер саласында және жүйелер саласында көптеген сарапшылар мен ... ... ... азды ... ... ... оқу ... оқыту кезінде C/C++-пен кездеспеген түлек сирек кездеседі. SystemCкең таралған тілге негізделген.
* SystemC ... ... ... (SCV - SystemC Verification library) көмегімен SystemC верификацияның заманауи ... ... SCV ... платформаларын, транзакциялар жазбаларын (кіріс сигналдары, мониторлар, дыбыс беруді бақылау), айнымалылар ... ... ... ... ... ... ... негізіндегі верификацияның жаңа әдістемелерін қолдануды қолдайды.
* SystemC - ... ... ... және С++ пен OSCI ... компоненттерінің транзакциялар деңгейінде өзара әрекетке негізделетін жобалық және ... ... ... ... ... жасалған. SystemC .
* SystemC жобаның RTL деңгейіне ... ... ... ... және ... ... қолдайды. SystemC аппараттық, сигналдық, биттік құрылымдық компоненттердің өзара үйлесімділігін қамтамасыз ... Және ... ... тексерумен қатар RTL деңгейіне дейінгі әдіс синтезін толық қолдайды.
* SystemC чиптағы - ... ... ... және нүкте-нүкте типіндегі (point to point) барлық коммуникация схемаларының түрлерін икемді,қолайлы және нәтижелі модельдеуге мүмкіндік беретін каналдар, модульдер, интерфейстар және ... ... ... ... ... модельдеу кәдімгі қалпымен SystemC-да қолдау табады.
Осылайша, SoC жобалауда SystemC-ның артықшылықтары анық. SystemC кәдімгі қалпымен SoC жобалау және верификациялау тіліне ... ... ... талаптарды қолдайды.
Сол мезгілде ақырғы екі жылдың ішінде пікірталас едәуір ... және ... бар, ... ... немесе жобалау тілдерімен түрлендірілген, әртүрлі орын алатын рөлдер бойынша аздап ... ... Егер біз SoC ... ... ... ... ... қолданатын тілдер тізімін жасағымыз келсе, шамамен келесідей болып шығады:
* Көптеген SoC жобаларында кем ... бір ... ... ... ... бізге ең дұрысы нұсқамалар жиынтығының симуляторымен (ISS), жадтың ішкі жүйесі және шинамен (мысалы ARM+AMBA) жұмыс ... тура ... және ... ... ... ... мүмкін. Шынында аса ықтимал екі процессор бар, RISC-типті және DSP, әрбіреуінде ISS және модельдеудің ішкі жүйесі бар.
* Бұл процессорларда ... да бір ... ... ... ... және қолданбалы аппаратқа тәуелді SW(HdS), қолданбалы және делдалдық SW. ... C, C++ ... Java ... ... Құрастырушылар командасы IP-блоктарды жасай алады немесе түрлендіре алады.IP-блоктардың кейбіреулері (мысалы, сигнал/суретті өңдеу блогы ... ... ... ... ... ... модельдендіріледі, ал кейбіреулері Verilog немесе VHDL-ға.
* Қазіргі күндерде SoC жобасының Verilog немесе VHDL тілдерінде суреттелген, шеттен ... ... ... ... сирек кездеседі.
* Көптеген SoC жобаларында PLL (phase-locked loop) негізіндегі, шеттен алынған немесе жобалық ... ... AMS ... ... немесе тактті генераторлар блоктары бар, олар - Spice-та, әлде Verilog немесе SoC ... ... AMS ... ... алу ... AMS ... ... (Verilog-A, VHDL-AMS)VHDL нұсқасында модельденеді. Тестілеу олардың модельдерін аралас модельдеу симуляторына қосу арқылы жүзеге асырылады.
* Сонымен қатар жобаны верификациялау үшін ... және ... ... ... құру ... Бірақ бұл үшін негізінде HDL тілдер қолданылады, ақырғы кезде Verisity-дан , Synopsys-тан Vera, HDL негізіндегі Open Verification Library (OVL), сонымен ... ... ... ... жатқан тілдер SystemVerilog және Verilog-2005 сияқты аппаратты верификациясының мамандандырылған тілдеріне (Hardware Verification Languages - HVLs) қатысты қызығушылық ... ... бұл ... үшін SystemC ... жаңа ... - SystemC ... Library (SCV) да ... мүмкін.
* Бекітулер және бекіту негізіндегі верификациялар жобалық сипаттамалардың спецификациясының, формальды (статикалық) да, динамикалық (симуляция негізінде) та ... ... жаңа ... ... Бұл ... үшін Open Vera ... (OVA), ... Sugar-на негізделген Property Specification Language (PSL) және SystemVerilog тілінің ... ... ... ... ... Шын жобада әртүрлі жеткізушілерден алынған IP блоктарда, жоғарыда айтылған тілдердің барлығында берілген бекітулер бар болуы мүмкін. ... біз ... ... ... мен ... жүйелерін есептесек, онда минимум тоғыз, максимум 16 ... ... ... ... ... мөлшердегі тілдермен жұмыс істеу тәсілдері бар. Алдымен біз әрбір тілге нақты ... ... ... ... ... ... түсінуіміз керек. Жобалаудың әрбір мәселесінекөбінесе бірнеше тілдер бірдей ... ... ... ... ... ... да бір ... тілдің жүйелік жобалаудың барлық мәселелерін - жоғарғы ... ... RTL ... ... дейінгі; модельдеу арқылы верификациядан синтезге дейін; кіріктірме бағдарламаларды құрудан аппараттық жобалауға ... ... ...
Жүйелік деңгейде жобалаудың кең аймағын қарастырғанда, SystemC - HW-SW платформасын транзакциялар деңгейінде, RTL ... ... ... ... ... функционалдық үлгілеуденжүйелік деңгейдегі жобалаудың ең маңызды абстракция ... ... ... ... тілі ... ... Ол ... да жүйелік абстракция деңгейлерінде жобалық командаларға жобаларды модельдеуге және верификациялауға, содан кейін бұл жобаларды жүзеге асырудың бөлшектерін ... ... ... ... және ... ... ... жүзеге асыруы мен верификациясын жүйелік модельмен байланыстыруға мүмкіндік береді. ... ... ... ... ... ... ... болады. Ол одан арғы талдап тексеруге көшпес бұрын жүйелік деңгейде тестті платформаларды тез верификациялауына мүмкіндік береді. SystemC - ... және ... ... аралас жүйелер мен платформаларда туындайтын барлық мәселелердің шешімі болатын тіл.
Одан әрі SystemC тілін және оның ... ... ... ... ... SystemC ... мен оның ... тілдермен байланысын қысқаша қарастырғаннан кейін, SystemC пайдалануының басты ... ... мен ... ... Онда ... Жүйелік алгоритмдерді фукционалды модельдеу.
* Транзакция деңгейінде жүйелік архитектураларды модельдеу.
* RTL деңгейінде ... және ... ... ... ... ... SystemC-ға верификация тақырыбына жақындағы қосылулар: SystemC верификациясының кітапханасы.
Соңында біз SystemC-ның стандарт ретінде болашақ даму ... ... ... ... ... ... жаңа ерекшеліктерін талқылаймыз.
SystemC мәнмәтіні
Жобалық тілдерді көпэтажды ғимараттың бөлмелерімен салыстыруға болатыны алдыңғы талқылаудан анық: оларда бөлменің төбесі де едені де бар ... және ... ... ... ... ... астыға немесе астыдан үстіге дейін қамтитын тілдер болмайтындықтан, жобалық командалар сәйкес (жоба, верификация және ... ... ... бір ... ... жеткізе алу үшін, біз қабаттарды бір-бірімен баспалдақ (қол ... ... ... ... ... дұрыстап байланыстыруымыз керек. Осылайша біз жобалық және верификациялық тілдердің үйлесімді әрекеттестігіне қол жеткізе ... ... SystemC ... ... ... мен HDL үшін қолайлы әдіс болып табылмайды, екінші жағынан, Verilog-2005 (және System Verilog) жүйелік деңгейде модельдеуге және ... ... ... ... ... ... осы ... тілдердің әрекеттестігі минимум тәуекелмен жоғары нәтижелі жобалау ... ... ... ... ... ... SystemC-ның тілі де жоғарыдан шектелгенін ұмытпау керек.Дегенмен, 3.0 жаңа нұсқасы ең дұрысы бағдарламаларды жобалау және модельдеу мүмкіндіктерін қамтитын болады, ол ... ... ... ... ... UML ... бағдарламаларды модельдеу әлеміндегі алға жылжулар осы жылы UML 2.0 ... ... үміт ... Жаңа ... ... бағдарламаларды модельдеу мен кодты генерациялау мүмкіндіктерін айтарлықтай жақсартуға уәде береді, әсіресе нақты уақыттағы ... ... ... Болашақ әдістемелік жұмыс үшін көп үміт күттіретін салалардың бірі үш тіл ... құру ... ... Онда UML-да ... және модельденген бағдарламалар платформаға оңтайландырылған кодты генерациялай алады. Ал код өз кезегінде транзакциялар деңгейінде SystemC негізіндегі платформалық модель шегінде, ... ОС ... ... ... ... Жобаның аппараттық бөлігі Verilog-2005 және VHDL көмегімен, алдында жасалған функционалдық прототиптерді қолданумен ... ... және ... ... амал ... ... жобалауда SystemC-ны қолдану (мәнмәтінмен) модельдерінің бірі болып табылады. Әрине SystemC-ны уақытқа ... ... ... ... құру, кейін оларды регистрлік беріліс (RTL) деңгейінде жүзеге асыруға ауыстырып, ары қарай Verilog ... VHDL ... ... ... үшін ... ... ... жинақтауға қолдануға болады.Бұл сондай-ақ SystemC-ны жүйелік жобалау тілі ретінде қолданудың қызықты моделі.
SystemC-ны қолданудың мәнмәтіндері жобалаудың қандай да бір қатаң маршрутын ... ... ... ... керек. Мысалы, жоғарыдан төменге, төменнен жоғарыға немесе тағы басқадай. Жобалау маршруттарының көп бөлігі қайталама болғандықтан, және ... ... ... ... бір ... ... сирек кездесетіндіктен, модельдеу абстракцияларының деңгейлері бірыңғай жүйелік модельге жиі қосылатынын ескерткен маңызды. Сонымен бірге қандай да бір жоба ... таза ... ... ... ... ... ... ескеру керек.Кіріспеде көрсетілгендей, тәжірибелік SoC жобалар әртүрлі абстракция деңгейлеріндегі көптеген түрлі-түрлі ... және ... ... ... ... етеді.
Әртүрлі модельдеу деңгейлерін қолданатын көп таралған жобалау әдістерін атап өтейік: верификацияланатын жобаның толық жүзеге асыру деңгейіндегі моделін,сынақтама импульстарын ... және баға ... ... ... ... абстрактілі моделімен біріктіру; симуляцияны тездету немесе блоктың интеллектуалды меншігін қорғау мақсатымен ... IP ... ... моделін қолдану; бір блоктың спецификация деңгейінен транзакция деңгейіне және ары ... RTL ... ... ... және ... блоктың спецификация деңгейінде қалған басқа блоктармен бірыңғай жүйелік модельге бірігуі.
SystemC аспектілері
Модельдеу дәлдігі
Жүйелік деңгейдегі жобалық модельдердің VSIA (Virtual Socket Iterface ... ... ... ... ... ... және оны ... жүзеге асырумен салыстыра отырып, біз модельдің дәлдігін бірнеше тәуелсіз бағыттармен өлшей аламыз. Мұнда құрылымдық дәлдік кіреді: модель мен нақты ... ... ... ... айырмашылық дәрежесі. Модель функционалдық модуль мен оның сыртқы интерфейсінің дәл мінез-құлықтық көрінісі бола ... ... ... ... оның ішкі ... IP блок немесе модульдың ақырғы жүзеге асыру құрылымынан қатты ерекшеленуі ... ... ... ... және ... жүйе бөліктері болуы мүмкін, бірақ сонда да абстрактілі функционалды модель осы ішкі құрылымдардың ... ... де ... ... жүзеге асырылған IP блоктарда сигналдар негізіндегі толық интерфейсті шығысы болады, бірақ интерфейс моделінің ... ... ... ... ... болу үшін ... типі ... болатын абстрактілі интерфейсті қолдана алады.
Жүйелік модельдердің ... ... өте ... ... алады. Басында уақыт дәлдігі оқиғаларды реттеу деңгейінде ... ... ... ... ... ... такттарда шығарылса да, маңыздысы модельдердің орындалу реттілігі. ... ... ... ... деңгейіндегі шектеу ретінде қарастырыла алады және уақытқа шектеу қойылған жүйелік модельдің орындалуы көбінесе ... ... ... мен ... жүйенің өндірімділігі үшін жүргізілуі мүмкін. Жүйелік деңгейде ең дәл уақыт негізінде тактарға дейін дәл болады. Дәл уақыттық ... ... ... ... деңгейінде мағызды.
Функционалдық дәлдік - жүйелік модель ақырғы жүзеге асырудың толық ... ... дәл ... ... ... ... мақсатымен, оның жасалуына кететін уақытты азайту немесе орындалу жылдамдығын арттыру, жобалық командалар қиын немесе сирек қолданылатын ... ... ... кете ... ... егер олар сирек қоладанылатын болса, әртүрлі диагностикалық немесе тесттік режимдерді ... кете ... DSP ... ... ... ... арифметика мен құбылмалы үтірлі мәліметтерді қолдана алады,ақырғы жүзеге асыру фиксацияланған үтірлі арифметиканы қолданса да. Бұл жағдайда ... ... ... асыруды анық көрсетпесе де, құбылмалы үтірлі модельдеу тезірек орындалады. ... ... ... ... мен мәліметтерді ұйымдастыру толықтығына байланысты ерекшеленеді. Бұл модельдегі және ... ... ... мәліметтердің орналасуы арасындағы үйлесімділік деңгейін білдіреді. Модельде ақырғы жүзеге асырудағыға қарағанда мәліметтерді тез орналастыратын схемалар ... ... ... ... бағыты коммуникациялық интерфейстер мен протоколдарды модельдеумен байланысты. Аппараттық деңгейде дәл сигналдық интерфейстер мен протоколдардан ерекше, транзакциялар және ... ... ... ... ... ... ... дәлдікті жоғалтпай, алдындағысынан тез жұмыс істейтін модельді құруға мүмкіндік береді.
Есептеу модельдері
Есептеу моделі (model of ... - MoC) ... ... ... ... ұғымы болып табылады. Бұл ұғым аппараттық деңгейде жобалауда сирек талқыланған, сондықтан көптеген оқырмандарға қызықты болуы мүмкін. Есептеу ... ... ... ... ... ... ретінде көрсетуге болады. Ол берілген жобаға немесе қолданбалы салаға жақсы сәйкес келетін және сонымен бірге симуляция, синтез және ... ... ... ие. ... ... ... мен кескіндерді өңдейтін жүйелік модельдерін мәліметтер ағыны моделінің көмегімен, дәлірек айтқанда оның ... бірі SDF ... data flow - ... ... ... ... құруға болады. Егер жүйелік модель SDF қағидаттарына сәйкес келсе, онда эффективті симуляциялық модельдер және жүзеге асыру жоспарын жасауға болады. ... MoC ... ... ... ... ... ... түрде есептеу моделін үш анықтамамен көрсетуге болады:
* Базалық уақыттық модель (уақытсыз, немесе берілген дәлдікпен ... және ... ... ... ) және ... ... негізіндегі оқиғаларды реттеу семантикасы (қатаң реттеу, нон-детерминизм, ішінара реттеу, кездейсоқ реттеу және т.б.).
* Процесстер арасындағы әрекеттестік. ... ... және бір ... ... ... беру ... ... немесе активтеу шарттары (кейде деп ... ... ... ... ... ... кірісіне белгілі мөлшерде токендер келгенде іске қосылады.
Көптеген жобалау тілдері, дәстүрлік HDL тілдер сияқты, бір есептеу моделін қолданады(жүйе семантикасының ... үшін ... ... ... жалпы реттелген бөлек мәселе). Дегенмен SystemC да өзінің тіліне және симуляциялық өзегіне жазылған бір есептеу моделін қолданады, бұл ... ... және оның ... ... жеке ... ... жазуға болады. Ол күйге келтірілген оқиғалар мен синхронизация мүмкіндігін, мамандандырылған каналдар, порттар, интерфейстер және модульдерді құру ... ... ... ... оған ... уақыттық модель кіреді. Осының барлығы мамандандырылған есептеу модельдерін құруға ... ... ... мамандандырылған бір MoC класына кіретін жүйелік модельдер жағдайында, берілген МоС класының эффективтілігі артығырақ симуляциясына қол жеткізу үшін SystemC симуляциялық ... ... ... ... статикалық жоспарланған мәліметтер ағыны жағдайында айтарлықтай тез орындалатын статикалық жоспарланған симуляциялық модельдіжасауға болады.
SystemC тілі мүмкін есептеу модельдерінің көбін қолдайды және оның ... көп ... ... ... береді. Көп тәжірибелер табысты болды, мысалы мәліметтер ағыны мен процесстер желісі (Кана процесстер желісі (Kahn)), RTL ... ... ... ... модельдеу, SystemC симуляциялық өзегінің үздіксіз уақыттық модельдеу мен симуляциямен (AMS жобалары ... ... және ... ... ... ... ... - орындалатын спецификация ретінде белгілі. Жалпы бұл ... ... және ... ... ... ... ... мен талаптар. Бұл функционалдық модельдер мүмкін жүзеге асырумен байланыссыз деп болжанған. Бірақ қарапайым жағдайда функционалдық модельдерді бөліктерге және құрылымына ... оған ... кем ... бір платформада жүзеге асырылу мүмкіндігі жайлы жобалаушының кейбір ойлары салынады. Мысалы, теориядамәліметтерді кодтау немесе қайта кодтау моделі, жобалық ... ... ... және бағдарламалық компоненттерге бөлінуіне тәуелсіз, бір процесс бола алса, алгоритм қалай ... ... ... алдын-ала елестететін жобалаушы, мүмкін басқа жүйелердегі ұқсас алгоритмдері бар алдыңғы тәжірибелері негізінде, екі немесе одан көп тізбектес процесстерден тұратын модель ... ... ... ... ... жүзеге асыруға арналған, ал кейбіреулері RISC немесе DSP процессорларында орындауға арналған. Сондықтан жүзеге асыруға тәуелсіз атқарылатын спецификацияны талап ету ... ... ... ... ... көрсетілген жобалау тәжірибесі, ескермеу үшін өте бағалы ... ... ... ... ... ... (timed)) немесе уақытқа тәуелсіз (untimed) бола алады. Біз функционалдық спецификациямен жұмыс ... ... ... ... ... уақытқа тәуелсіз функционалдық модельден бастап, ары қарай ... ... ... ... туралы ақпаратты кірістерген жөн.Бірақ, функционалдық модель жүзеге асыруға тәуелсіз болғандықтан, бұл кідіріс туралы ақпарат нақтылы жүзеге ... ... ... ... ... Бұл - ... асырылу процесіне берілуі қажет қарапайым уақыттық шектеулер, жобаланатын жүйе және оның ... ... ... жүйе ... ... ...
Функционалдық модельдер негізінен абстрактілі болғандықтан, спецификацияға бағдарланған және тез ... ... ... ... екі нүктелік (point-to-point), ( модульдар арасындағы аралық тасушыларсыз тура байланыс), абстрактілі мәліметтерді қолданатын (эффективтілігі ... және ... ... оқу мен ... ... оқшаулайтын FIFO сияқты болады (немесе оқшауламайтын, жүйе спецификациясында ... ... ... ... Бұл ... ... ... де қолданылады, бірақ бұл жағдайда кідіріс туралы ақпарат жүйенің өнімділігінің спецификациясы негізінде қосылуы мүмкін. ... ... үшін ... ... (dataflow) деген функционалдық модельдеу типі жиі қолданылады, әсіресе сигналдар және кескіндерді өндеудің қосымша салаларында. Жалпы ... ... Кана (Kahn) ... ... болып табылады. Оның арнайы жағдайлары - ... ... ... және динамикалық модельдері. Осындай функционалдық алгоритмдік модельдер акторлардың (actors) көмегімен кіріс мәліметтер ағынынан ... ... ... ... ... - ағындарды, FIFO каналдар мен оқу/жазып алуды оқшаулайтын әдістерді қолданып, мәліметтер ағындарының модельдері мен процесстер желілерін жүзеге ... ... ... ... ... ... ... модельдерге уақыттық кідірістерді еркін қосуға болады.
Ақырғы автоматтар жалпы басқару үшін жиі қолданылады. Олар мәліметтер ағыны модельдерімен әрекеттесе ... ал ... және ... ... модельдер сондай-ақ FIFO каналдар көмегімен әрекеттесе алады.
Транзакция деңгейінде ... ... ... ... ... әрекеттестікті жалпылауға мүмкіндік береді. Сондықтан модульдердің функциясы нақты анықталады, ал олардың арасындағы әрекеттестік симуляцияны тездету үшін оңтайландырылған. Бұл ... ... ... ... орнына, модульдер арасында берілетін ақпаратты сипаттау үшін, абстрактілі мәліметтер типін қолданумен қол жеткізіледі; сонымен қатар сигналдық оқиғалардың орнына интерфейстік ... ... ... сигналдар деңгейіндегі симуляция,мәліметтердің толық құрылымдарын жіберетін эффективті айналым әдістерімен алмастырылады. Бұл симуляция жылдамдығын RTL-дағы симуляциямен салыстырғанда 100-1000 есе ... ... ... Осыған қоса транзакция деңгейінде модельдеу кезінде кейбір транзакциялар ескерілмеуі мүмкін. Шиналардың толық транзакциясы жиынтығынан, кейбір қателер немесе апаттық тоқтау транзакциясы ... ... ... ... шина моделі қолдайтын мәліметтерді жіберудің басты транзакциясы негізінде, бастапқы күштерінің шоғырлануы мақсатымен, келесі кезеңде ғана модельдену. ... ... ... ... ... ... және келесі кезеңде, немесе алмастырып қою (кітапханадан) негізінде талдап ... ... ... ... (Open SystemC ... ... мамандарда, транзакция типтерінің стандартты жиынтығын анықтауда үлкен қызығушылық бар. ... ... ... жүйелік модельдеуде қолдану және әртүрлі ІР модельдердің әрекеттестігін ... ету. Бұл SW ... () да ... жобалаушының () да көзқарасы болып табылады. Талдап тексеру әдістері кітапханалық алмастыру негізінде, белгілі деңгейлерде, АРІ интерфейстерінің стандартты жиынтық негізіндегі, ... ... ... ... ... алады.
Транзакция деңгейінде модельдеу платформалы бағдарланған SoC модельдер үшін өте маңызды. ... ... ... ... ету, және ... ... шинадағы шиеленіс, сонымен бірге шинаның жалпы жүйенің өнімділігіне әсері сияқты жоғарғы деңгейдегі коммуникацияда әртүрлі эффекттерді зерттеу. Сонымен ... бұл ... ... ... ... дәлдікке дейін талдап тексерілуі мүмкін. Бұл аппараттық жобалауға қажет, және аппаратты жобалау процесінде тесттік ... ... ... модельдер ретінде қызмет ете алады.
RTL деңгейі және жүзеге асырумен байланыс
SystemC тілі бар модельді талдап тексеруге немесе жаңа ... ... VHDL ... Verilog-тағы RTL модельдердің синтезделу дәрежесін дәл анықтауға мүмкіндік береді.
RTL есептеу модельдерінде ... ... ... ... ... ... өту ... процесстер тізбектес немесе комбинаторлық логиканы көрсетеді; олар бірінші жағдайда синхроимпульстердің фронттарына сезімтал, ал екінші жағдайда - ... ... ... RTL модульдердің порттары ақырғы жүзеге асырудың ажыратуы мен біріктірілуіне сәйкес келуі керек, және олар міндетті ... ... ... нақты анықталу керек.
Жобалау маршрутында SystemC моделін RTL ... ... ... ... ... жоқ, тек қолайлылық үшін болмаса. HW симуляциясының бағдарламалармен әрекеттесу мүмкіндігі SystemC мен ... ... ... рұқсат етеді; мінез-құлықтық синтез SystemC моделіне RTL деңгейінен құтылуға мүмкіндік береді; сонымен қатар RTL конструкциясындағы SystemC ... ... ... ... ... ... (SCV) верификациясының кітапханасы[7,8] SystemC қауымдастығына тестілеудің көптеген жаңа мүмкіндіктерін ұсынады, ол SystemC және SystemC-ның басты кітапханалары ... ... ... ретінде құрылған еді.
SCV SoC-ты жобалау үшін қажет IP ретінде де, өзге жобаларда қайталап қолдану үшін ... IP ... де ... верификациялық IP-блоктарды құруға мүмкіндік береді. Верификацияға (жобалау үрдісінде) қанша күш-жігер жұмсалатынын (бейресми көрсеткіштер бойынша - 50-70%) ескеретін болсақ, ... ІР құру ... өте ... ... ...
SCV ... ... верификациялық мүмкіншіліктеріне келесілер кіреді:
* Мәліметтердің өзін диагностикалауы (introspection), және еркін типтердің мәліметтерінің элементтерін басқару мүмкіндігі. SCV осы ... ... ... ... ... ... сілтеме жасай алады - мысалға, пакеттер мен фреймдерді көрсететін ... Бұл ... ... PLI ... Language ... - Verilog) шығу ... қамтамасыз етеді және осындай типтердің барлық атрибуттары мен ... ... ... ...
* ... ... ол ... негізіндегі верификацияны (TBV) транзакциялар деңгейіндегі жүйелерді модельдеудің құрамдас бөлігі етеді. Сонымен қатар TBV оқиғалар ... бір ... ... ... ... ... оқиғалар деңгейінде жазып, нәтижені тестілік платформаның ортақ транзакциялары деңгейіне жалпылауға мүмкіндік береді, сондай-ақ осы жалпыланған деңгейде ... ... ... ... ... SCV ... байланысты транзакцияларды ағымдарға топтауға жағдай туғызады, ол өз кезегінде симуляциялар нәтижесі бойынша іздестіру жүргізуге, жоғары деңгейдегі ... ... ... бақылаушы және қадағалаушы бағдарламалар құруға мүмкіндік туғызады.
* Рандомизация - қарапайым, өлшеулі және ... ... ... ... ... заманғы функционалды верификация үрдістеріндегі күшті әдіс болып келеді. SCV қарапайым рандомизацияны (онда, мысалға алатын болсақ, мәліметтер мекенжайларының мәндері ... ... теру ... ... ... ... интервалды функция негізінде қалыптасады) қоса алғанда, бірнеше типтермен жұмыс жасайды. Қарапайым ... ... ... ... жолмен теру арқылы мәндердің бөлінуін жасауға, сондай-ақ бос интервалдар құруға мүмкіндік береді.
* Өлшеулі рандомизация берілген аралықта мағыналары не ... ... бар ... ... байланыстыруға мүмкіндік туғызады, сол себепті күрделі үлестірімдер (мысалы биноминал, Пуассон, қалыпты) тестілік платформалармен байланыстырылуы мүмкін. Бұл - ... ... ... ... ... көрсетудің жақсы амалы.
* Қойылған шектеулер тестілік платформаларда күрделі кездейсоқ ... орын алуы ... ең ... абстракцияға қол жеткізуге жағдай жасайды. Олар тестілік айнымалының мүмкін мәндерін теруде күрделі шарттар мен ... ... ... етеді. Мысалы, коммуникациялық қосымшаларда мекенжайлар интервалы, қателердің туындауы, және өзге де ... ... ... ... ... ... SCV ... қою және осы шектеулерді толықтай қанағаттандыратын шешімдер табу механизмін қолдайды, бұнда: шешімдер барлық мүмкін мәндер бойынша біркелкі бөлінеді; механизм ... ... мен ... айнымалылар санының артуы жағдайында тиімді; механизм тәртіпке еш байланысты емес және шешілмейтін жүйелердің (тым артық ... ... ... ... ... SCV ... ... верификация нәтижелерін сақтау және зерттеу үшін қажет қарапайым дерекқорды ұсынады; SystemC мен HDL симуляторды ... ... ... ... ... ... мен кейінге қалдырудың үйлесімді механизмін ұсынады.
Қорытынды - SystemC тілінің болашақ ... SLD ... ... ... ... ... ... шолуда модельдеудің әртүрлі мақсаттары үшін System C-ны пайдалану, сондай-ақ SCV верификациялық кітапханасы туралы ... Open SystemC ... (OSCI) [9] ... SystemC 2.01-ді IEEE-ге стандарттау бойынша егжей-тегжейлі құрастырылған ... ... ... ... ... ... жалғастырмақшы. Қазіргі уақытта OSCI-дың тілді дамыту бойынша тобы келесідей мәселелер бойынша жұмыс жүргізуде:
* Стандарттау үшін IEEE-ге берілу жоспарланған SystemC 2.01 ... ... ... Қателердің түзетілулерінен және SW есептерді модельдеуді қолдау ... жаңа ... - ... ... ... құру және кетіру - тұратын SystemC-тың 2.1 нұсқасын беру және ... ... ... ағымдары мен сәйкесінше тілдік кеңейтілімдердің моделін қолдау қандай болу керектігі туралы анықтама дайындау.
* Модельдеу ... топ ... ... ІР ... TLM ... ... абстракцияларын, сондай-ақ үлгілердің өзара әрекеттесуін жүзеге асыруға жәрдемдесетін стандартты АРІ интерфейстерді белсенді түрде зерттеуде.
* AMS (analogue/mixed-signal) бойынша ... топ AMS ... ... ... мүмкіндігіне қол жеткізу үшін SystemC кеңейтілімдерін құруда үлкен жұмыс атқарды. Олардың ... ... ... қарастырылған [6,10].
* SystemC-ның 3.0 нұсқасы бойынша үлкен жұмыс жүргізілді, ол бағдарламалық модельдеуді және SystemC-ның HW мен SW ... ... ... - RTOS ... ... ... құру және ... басқару, ОС деңгейінде хабар алмасу - негізінде өзара әрекеттесу мүмкіндігін қолдайтын болады.
* SVC кітапханасы IEEE-ге стандарттау үшін ... ... ... жүргізілген жұмысқа қарамастан, SystemC-ны үлгілі платформа ретінде пайдалануға ... ... ... ... салалар бар:
* Жоғары деңгейде жобаны сипаттаудан түпкілікті жүзеге асыруға өту. Мысалы, мінез-құлықтық нысандар ... ... ... мінез-құлықтық синтезі әдетте сәтсіз болады, ол көптеген себептерге байланысты, негізінен нәтижелердің нашар сапасына байланысты. SystemC және жоғары деңгейдегі ... ... ... ... ... ... жүзеге асыру негізінен талдап тексерудің қол әдістеріне жүктеледі. Таңдалған платформада аппараттық немесе бағдарламалық жүзеге асыруды (аппараттық бөлік ретінде ... ... ... ASIC ... FPGA; ... ... ретінде - платформаға бағытталған оңтайландырылған С-код) алу мақсатында жоғары сапалы және жоғары өнімді код үлгісі ... () ... ... ... әлі көп ... ... болады. Бүгінгі таңда қарастырылып отырған тақырып бойынша үміт күттіретіні - со-процессорлар синтезінің қолданбалы ... ... ... ... ... әлі ... шешілмеген. Біріктірілген HW-SW жүйелерінің барлық құрамдас бөліктерін қалайша тиімді модельдеуге ... ... ... үлгілерінің композициясы көмегімен қалайша жүйелік үлгі құруға болады; түпкілікті жүйені қалайша верификациялауға болады - осылардың ... әлі ... ... ... ... ... ... Жүйелік өзгешеліктер мен платформалық үлгілерді аппараттық және бағдарламалық жүзеге асырумен ... ... ... құру - ... тек ... ... өзгерістердің болуын талап етеді.
Осы мәселелердің барлығы ұлғайып келе жатқан SystemC қауымдастығына ары қарай зерттеу және ... ... үшін ... ... ... ... Thorsten Grotker, Stan Liao, Grant Martin and Stuart Swan, System Design with SystemC, Kluwer Academic ... 2002.
2. Bhasker, A SystemC Primer, Star Galaxy Publishing, 2002.
3. Luciano Lavagno, Grant Martin and Bran Selic (editors), UML for Real: Design of Embedded ... Systems, Kluwer Academic ... 2003.
4. Mark Genoe, Chris Lennard, Joachim Kunkel, Brian Bailey, Gjalt de Jong, ... Kamal Hashmi, Shay ... and Anssi Haverinen, , Proceedings of CODES 1999, pp. 211-212.
5. Virtual Socket Interface Alliance, VSIA System Lewi Design Model Taxonomy Document Version 2, July 20001, ... on the VSIA web site at URL: ...
6. Wolfgang Miiller, Wolfgang ... and Jiirgen Ruf ... System С - ... and Applications, Kluwer Academic Publishers, 2003.
7. С Norris Ip and Stuart Swan, , 29 January 2003, white paper, on the web at URL: ...
8. John Rose and Stuart Swan, , 13 August 2003, white paper, on the web at ...
9. Open SystemC ... (OSCI) website: URL ...
10. European SystemC User Group website: URL http://www-ti.informatik.uni-
tuebingen.de/~systemc/
7 ТАРАУ
SystemC ... ... ... SoC ... тарауда біз SystemC негізіндегі SoC жобалауын және верификация (анықтау) ... ... жоба ... ... қарастырамыз. Біздің жағдайда жобалаудың және верификацияның (анықтаудың) негізі - транзакция деңгейінде жобаның функционалды виртуалды ... ... Cadence ... ... верификацияның біріктірілген әдістемесі функционалды виртуалды прототипті(FVP) тесттік платформаға сәйкес келетін және барлық құрылғылардың(DUV - Device Under ... ... ... ... ... ... Толық FVP-ны құру SystemC негізіндегі SoC жобалауы және верификация (анықтау) процесінің міндеті болап табылады.
7.1 сурет. ARM ... жоба ... ... ... ... ... жоба ... (встроенный) ARM920процессорынан, жоғары өнімді АМВА шинасынан және ... ... ... тұрады. Ол келесі бөлімде нақты сипатталған.
Біздің жобамыздың базалық архитектурасы 7.1-суретте ... Ол көп ... ... ... AMBA (AHB) ... ... ... және сыртқы (периферийный) AMBA (APB) шинасымен көпір арқылы байланысқан процессор ядросынан (core) ARM 920T, ... және ... ... (LCD) ... APB ... ... әмбебап сыртқы (периферийный) құрылғылары (GPIO), нақты уақыт сағаты және үзілістер ... ... ... ARM ... орындалатын бағдарламалық қолданба ретінде LCD мониторына шаршы суретін салатын, сондай-ақ экранға ... ... өте ... С ... ... Оның ... осы ... функционалды виртуалды прототип үлгісінде түсіндірілген.
Функционалды Виртуалды Прототип үлгісінің құрылуы
Жобаны жоғары деңгейде анықтау үрдісі - ... ... ... ... коммуникация архитектураларының тапсырмасы. Ол функционалды виртуалды прототип үлгісінің табиғатын анықтайды. Бұл жағдайда жоғары деңгейдегі ... және SystemC ... ... ... ... ... және ... (параллельно) орындалуы мүмкін.Берілген нәрсені анықтау (верификация) қажет; ал анықталған (верификация) нәрсені зерттеу және архитектурасының сәйкестігін тексеру қажет. Себебі, функционалдығы және ... ... ... ... ... екендігіне көз жеткізу қажет. Біз бұл үрдістен екі жақтылықты көреміз. Жобалау кеңістігін зерттеу және функционалды верификация ... ... және ... ... бір үрдісінің екі жағы болып табылады.
Әрине, жобалау және верификация (анықтау) жобалау үрдісінің детализация (талдап тексеру, тәптіштеу) деңгейінде бір-бірінен өзгешелене бастайды. ... ... және ... ... жүзеге асырушы деңгейіне дейін(мысалы, талдауға жарамды RTL кодына дейін)талдап тексеретін (детализирующий) итерационды ... ... ... Функционалды верификация үлгісін (FVP - functional verification model) мұндай деңгейге дейін талдап тексеру міндетті емес. Мысалы, физикалық немесе талдауға ... RTL ... ... ... ... ... ... ядросы жағдайында FVP шегінде ядроның қолданылатын жоғары деңгейлі функционалды үлгісін конфигурациялау қажет болуы мүмкін. Мұндай үлгі ретінде процессордың ... ... ... set simulation model - ISS) симуляциялайтын үлгі болуы мүмкін.
7.2-суретте біздің мысал ретінде алып ... ... ... ... Прототипі келтірілген.
7.2-сурет. ARM негізіндегі мысалымыздың Функционалды Виртуалды ... ... ... ... ... SystemC үлгілерінің комбинациясы негізінде құрылған. Негізгі құраушылары: көп деңгейлі АНВ ... жады ... шина ... және LCD ... ... ... функционалдығы ARM920Т ISS үлгісімен симуляцияланады (ARM920Т Instruction Set Simulator Model (ISS)). ... ISS ... ... ... ... артықшылықтары бар. Мысалы, SystemC формасында қол жеткізуге болатын процессордың ... ... ... салыстыратын болсақ (RTL-деңгейіндегі):
* ол тікелей және түрлендірусіз ARM кодының құрастырылған немесе жинақталған ағындарын орындайды;
* ол ... ... ... ... ISS ... ... ... 100-ден 10000 есеге дейін жылдамырақ. Себебі, олардан аппараттық бөлімдегі жұмыстың анық ... ... тек ... ... ... ...
* ол ... келтіретін бағдарламалармен тікелей байланысқан. Олар кейін берілген процессорға арналған бағдарламаларды өңдеуде қолданылады.
* ол SystemC-да ... ... ... ... ... ... ... үлгісін процессордың үлгісі ретінде қарастыруға болады. Онда жеке нұсқаулықтың дұрыс орындалуы негізгі транзакция болып табылады. ISS үлгісінің ... түрі бар, олар ... ... ... және ... жылдамдығы бойынша ажыратылады. Біздің ARM мысалымызда тактіге дейін дәлдігі бар Cycle-Callable үлгісі қолданылады. Бірақ ARM Open SystemC бірлестігіндегі басқа компаниялармен ... ... әр ... ... ... Programmer's View - бағдарлама жасаушының деңгейінде және ... View with Timing - ... ... бар бағдарлама жасаушы деңгейінде) стандартты (Transaction-Level Models - TLM ... ... ... ... [2]
Біздің мысалда ISS-ті барлық жүйемен байланыстыратын интерфейсті код ARM API ... ... FVP ... орындалатын SW коды сонымен қатар соңғы нақты құрылғыда да немесе нақты құрылғыны көрсететін платадада (board support package - BSP) орындалуы ... ... FVP ... ... нақты құрылғы шыққанға дейін бағдарламаларды құруға және мінетуге (отлаживать) мүмкіндік береді. Бұл, әсіресе, аппараттық-тәуелді SW (Hardware-dependent SW-HdS) кодын ретке келтіруде ... рөл ... HdS ... ... ... кейін талдап тексерілген (детализированный) процессор үлгілерінің (тактіге дейінгі дәлдігі бар) және ... ... ... ... кідірістерді жөндеуді бастауға болады.
FVP-ны қолданудың үлгілері
Төменде SystemC ... ... ... ... жобалық прототиптерді қолданудың бірнеше үлгілері көрсетілген:
Кіріктірме бағдарламаларды құру
SystemC үлгілерімен байланысқан СPU (ISS) ... ... ... және FVP ... ... ... ... бағдарламаларды секундына 10000 такт жылдамдықпен мінете алады (отлаживать). Сонымен ... олар ... ... ... ... талдауын (анализ) өткізе алады. Егер бағдарлама жасаушылар сәйкес келетін өңдеудің құралдарының және FVP ... ... ... ... ... VHDLсимуляцияларын өткізсе (SystemC, HDL, араласқан SystemC-HDL-да симуляцияны көтере алатын Cadence компаниясындағы Incisive верификациясының платформасы сияқты), онда олар ... ... (HW) ... ассерттерді (Assertions) пайдалана алады.
Функционалды верификация (анықтау)
Транзакция деңгейіндегі FVP прототиптері, жобаны RTL ... ... ... ... ... ... ... (вконтексте) әр түрлі қосалқы жүйелерді тестілеу мақсатында жүйенің жоғары деңгейде көрсетілуі үшін қолданылуы мүмкін. Мысалы, ... ... RTL ... (версия) бүкіл жобаның RTL коды дайын болғаннан кейін тестілеуге болады. Сөйтіп, транзакция деңгейіндегі FVP эквивалентті RTL ... ... тез ... көбірек тесттер орындауға және тесттік толтыруды (покрытие) жақсартуға болады.
Аппараттық Бөлімді құру
FVP ... ... ... ... ... Бұл жобалық және жүйелік бағдарламаларды біріктіреді.
Жүйелік архитектураның күйге келтірілуі (настройка)
Жүйелік команда жобаның талдауы (анализ) жүйелік деңгейде орындалуы үшін FVP ... ... ... Мұндай талдауларға шина жүктемесін, қажетті орындау мүмкіншілігін (пропускная способность), кэш өлшемін, жады иерархиясын, процессорлар санын, арбитраж алгоритмдерінің талдауын, т.б. ... ... ... ... ... ARM 920T ... орнатылған қолданбалы ПО-ның кодын өңдеуді көрсетеді. SW қолданбасын құру үрдісінің соңғы нәтижесі - құрастырылған SW ... FVP ... ... ... себебі прототипке нұсқама жинағын симуляциялайтын (ARM ISS) және жүйенің ... ... ... үлгі ... ... ... қолданбалы ПО SystemC-дағы жады үлгісінің негізінде жасалған FVP прототипінің ... ... Жады ... SystemC ... ... ISS нұсқамасындағы ARM-нің барлық сұраныстарына қызмет көрсетеді.
7.3-сурет. ARM-ға негізделген қолданба коды және ... ... FVP ... ... жеке ... ... көруге болатындығы көрсетілген; берілген әдістеме үлгі құрылымының HDL сипаттамасының барлық түрін қолдайды. Cadence Incisive ... ... ... ... SystemC, VHDL және Verilog ... жазылған жобаның барлық бөлімдерін толық қарауды мынадай ... ... ... ... ... SystemC және ... ... араласқан жобалау (бірнеше тілде). Ол SystemC верификациясын қолдана отырып, () жобалауын (ІР-ді немесе ескі HDL ... ... ... ... және RTL ... не SystemC не HDLs ... мүмкін () жобалауымен біріктіруге мүмкіндік береді.
7.4-сурет. Үлгінің иерархиясын қарау
Жобаны жүйелік деңгейде зерттеу
7.5-суретте жобаны шапшаң TLM симуляциясының көмегімен зерттеу үшін FVP ... оған ... ІР ... талдау және бейнелеу құралдарымен бірге қолданылуы сипатталған. Сол жақ терезеде жадының оқу/жазу үрдісі, ал оң жақ терезеде жадының ... ... ... ... ... ... өнімділік талдауымен бірге зерттеу жүйенің теңгерімінің жақсаруы үшін (яғни, ең ... ... ... ... ІР ... таңдауда қолданылуы мүмкін. Сонымен қатар, ол жүйенің функционалды дұрыстылығын тексеру үшін және өнімділікті зерттеу үшін қолданылуы мүмкін. ... ... ... ... қолдану және SystemC-дағы симуляция дәстүрлі RTL тәсілдерімен және сигнал/бит/қорытынды деңгейіндегі интерфейс үлгілерімен салыстырғанда жылдам симуляциялауды ... ... ... ... жады ... жүйелік деңгейдегі функционалды дұрыстылықты көзге көрінетін бұрмалануларды көрсете алатын, әсіресе мультимедиалық ... ... ... ... ... шығу мәліметтерінің графикалық көрсетілімдері негізінде тексеруге болады. 7.6-суретте шынайы дәл LCD мониторы сияқты SystemC негізінде транзакционды үлгінің ... ... ... LCD ... ... FVP симуляциясына сәйкес өзгеретін LCD мониторы.
Қазіргі MPEG2, JPEG, JPEG2000, MP3, MPEG4 сияқты мультимедиа алгоритмдерін құру және ... ... ... ... мүмкіндіктеріне және алгоритмдермен шақырылған бұрмалануларды көзбен шолып анықтауға және бұл бұрмалануларды ... ... ... нақтылы уақытта нәтижелердің көрсетілуіне тәуелді. FVP прототипі шығатын видео-мәліметтердің кескінін жақсы жылдамдықпен немесе кадрлар генерациясының айтарлықтай шапшаң жылдамдығын қамтамасыз ... ... ... қамтамасыз етеді. Бұл RTL деңгейіндегі симуляцияға қарағанда айтарлықтай жылдам.HDL-да жазылған, мысалы, процессордың функционалды үлгісінің модельденуі үшін қолданылатын RTL ... үлгі TLM ... ... ... қолданатын, SystemC-дағы FVP прототипі бірнеше кадрларды генерациялаған уақытта тек бірнеше пикселдерді генерациялай алады. Сөйтіп, FVP прототипі жүйелік жобалаудың ... ... ... және архитектуралық кеңістікті, құраушыларды таңдауды, сондай-ақ алгоритм бөлшектерін зерттеуге мүмкіндік береді.
7.7-сурет. Транзакция ... ... ... ... ... FVP ... жобалау және верификацияның (анықтаудың) FVP прототипі көмегімен жүйелік деңгейге қарағанда төменірек деңгейде талданатын басқа да мәселелері бар. Мысалы, такті деңгейіндегі ... ... ... ... ... ... да құралдарды қолданып, блоктар арасындағы транзакцияларды бақылау үшін ... ... ... ... Cadence ... Incisive ... (анықтаудың) ортасы өңдеушілерге транзакция деңгейіндегі симуляцияны бақылауға мүмкіндік береді:
Бұл мысалда транзакциялар жоғарғы оң жақ терезеде, ал жеке ... ... ... оң жақ ... ... ... терезеде жиналған транзакциялардың барлық жинағы талданады және нәтиже master/slave шиналарын қолдану терминдерінде көрсетіледі.
Жобалық мүмкіндіктердің және мәселелердің ... ... ... және ... деңгейіне қарағанда транзакция деңгейінде нәтижелі. Егер қажет болса, қолданушылық интерфейс жобалаушыларға жеке транзакциялардың төменгі-деңгейлі ... ... ... деңгейлерін, биттерді, түйіндерді (выводов)) мүмкіндік береді. Транзакция деңгейіндегі ... тек қана ... ... тиімділігін емес, сондай-ақ ретке келтірудің (отладка) тиімділігін ... ... ... ... ... ... және жобалау кезіндегі транзакционды үлгілердің және күрделі жүйелердің верификациясының негізгі идеялары сипатталған. Мысал ... ... және ARM ... ... SoC ... ... алынды. Бұл идеялар (top-down) жобалауының үрдісінде және верификацияда ... ... ... ... Виртуалды Прототип (FVP) ұғымының көмегімен, жобаның екі жақты кескінін құру үшін қолданылды. Мұндай ... ... ... ... ... ... жылдамдығының маңызды жақсаруларға жетуіне мүмкіндік береді. Ал құрылған FVP ... ... ... жасаушылар, жүйелік жобалаушылар, верификация бойынша инженерлер және дәстүрлі HW өңдеушілері қолдана алады. FVP прототипі бұрынғы блоктардың нақты HDL ... ... ... және ... заманауи құралдарының көмегімен HW блоктардың егжей-тегжейлі (детальный) верификациясы үшін ... ... Бұл ... ... ... және ... жүйе шегінде олардың тестілеуін жеңілдетеді.
Симуляцияның дамыған құралдары, берілген жобалаудың әдістемесі және верификациялар төмендегілерді қолдайды:
* SystemC, Verilog, VHDL және келешекте SystemVerilog-ты қоса ... ... ... ... ... ... (mixed language ...
* Талдау ортасын конфигурациялау және қолданушы құрған терезелер мен ... ... ... ... ... ... SystemC (SystemC Verification library) верификационды кітапханасының және ассерттерді қосуды;
* Сигналдың уақыттық диаграммасының кескінінің және транзакцияны зерттеудегі мүмкіндіктердің көмегімен симуляция талдауына ... ... ... ... құру - SystemC ... HW ... және тұғырнамалық үлгілерге (мысалы, процессордың нұсқау жинағының үлгісі (ISS)) қол ... ... ... ... ... ... орындауға мүмкіндік беру.
Біз былай қорытындылай аламыз:
* Транзакционды үлгілер негізіндегі функционалды виртуалды прототиптер кіріктірме бағдарламалық қамсыздандыруды құру және ... ... үшін ... ... Бұл ... ... талдаудың заманауи құралдарының дамуын қажет етеді. Бұл құралдардың дамуы ... ... ... RTL) ... ... ... ... және талдау мүмкіндіктерін қамтамасыз етеді.
* Араласқан абстракция деңгейлері және араласқан тілдері бар (moxed ... ... ... ... ... өте ... Қолданушылардың әр алуан түрлерін және әр түрлі үлгілерді қолдау мүмкіндігі өзекті болып табылады.
* RTL өңдеушілері SystemC-ға ... ... ... TLM ... ... ... ... алады.
Әдебиеттер
* Cadence Design Systems white paper, The Unified Verification Methodology, URL бойынша интернетте қол жетімді:
http://www.cadence.com/whitepapers/4442_ Unified_VerificationMethodology_WP1.pdf.
* G. Martin, SystemC and the Future of Design ... ... for Users and ... SBCCI 2003, Sao Paulo, Brazil, ... 8-11, 2003, pp.61-62.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Көлемі: 106 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Бастауыш сыныпта дамыта оқыту технологиясын қолдану42 бет
Бәсекеге қабілетті 50 елдің қатарына Қазақстанның кіру мәселесі33 бет
Дамыта оқытудың ерекшеліктері мен қолдану тәсілдері 25 бет
Дамыта оқытудың теориялық негііздері22 бет
Дамыған елдердегі жергілікті өзін өзі басқаруды тәжірібиесі30 бет
Жоғары оқу орындарының экология бөлім студенттеріне қазақ тілін дамыта оқыту әдістемесі119 бет
Көлік инфрақұрылымы18 бет
Мектеп жасына дейінгі балалардың бейнелеу және құрастыру әрекеттерін дамыту90 бет
Мектеп жасына дейінгі балалардың музыкалық қабілеттерін дамыту ерекшеліктерін талдау20 бет
Мектепке психологиялық даярлық5 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь