Кристаллдағы жүйелер. Жобалау және дамыту

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 107 бет
Таңдаулыға:

В. Немудров, Г. Мартин

Москва:

Техносфера, 2004. -216 с. ISBN 5-94836-029-6

Бұл кітапта жаңа деңгейдегі электронды элемент базасы - «кристаллдағы жүйелер» («system-on-chip» - қысқаша SOC) деп аталатын жобалау мен дамытудың әр түрлі қырлары қарастырылған.

Сонымен қатар SOC жобалауының сипатты ерекшеліктері баяндалады (IP - блоктардың жобалауда көптеп қолданылуы, САПР «жүйелік» деңгейінің енгізілуі және т. б. ) .

2000 жылдардың басында қалыптасқан SOC өндірісімен жаңы ғаламдық жобалау инфраструктурасына талдау жасалған. IP-блоктарын негізге ала отырып жобалаудың жаңа әдіснамасы сипатталған.

SOC жобалауының жүйелік, функционалды, логикалық, физикалық сатыларының толық әдіснамасы баяндалған. Жүйелік сатыдағы SOC жобалау барысында қолданысқа ие SystemС тілінің ерекшеліктері мен артықшылықтары сипатталған.

Нақты мысалмен SOC жобалауының алгоритмді - бағдарлау әдістері қарастырылған. Сонымен қатар SOC жобалауының «платформалы» әдісі де сипатталған. Жаңа заман электроникасындағы студенттер, оқытушылар мен мамандарға арналған.

түп нұсқа- үлгі, дайындау

ISBN 5-94836-029-6

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

Автордың алғы сөзі

Жобалау нормасы 350 нм шамасындағы, кристаллда он және жүз миллионға жуық транзисторларды орналастыра алатын (бір уақытта роцессорлар, есте сақтау, цифрлық логика, интерфейстерді және т. б кристаллда жүзеге асыру мүмкіншілігі бар) жартылай өткізгіш технологиясының заманауи деңгейі микроэлектроника мен радиоэлектроника индустриясына революциялық өзгеріс енгізді.

Бұған дейін функционалды түйіндер, блоктар, жекеленген субжүйелер баспа палаталары түрінде жүзеге асырылған. Бұл жүйелер оннан аса универсалды және мамандандырылған микросхема бөлшектерінен тұрады. Қазыр жаңа сапалы, мамандандырылған, өте үлкен интегралды сұлба «кристалдағы жүйе» («System on chip» - кейін SoC) түрінде жүзеге асырылып жатыр.

Бұл революциялық өзгеріс жаңа сапалы әдіснама мен жобалау инфраструктурасы СБИС SoC жобалауының туындауына алып келді. Бұл жүйенің негізінде:

•СБИС SoC архитектурасы мен алгоритмін анықтаушы мамандар мен аппаратуралар жүйелік сатыдағы жобалаудың нақты қатысушылары бола алады.

• САПР СБИС жоғарғы жүйелік жобалау деңгейімен толықтырылған.

• Қайта жобалауда интерацияны ескермегенде қателіктік пайда болуы мүмкіндігі азая түсті. Бұл өз кезегінде SoC жобалауын өңдеуде уақыттың қысқартылуынан туындады. Соған сәйкес SoC жобалауының жаңа, принципиалды әдіснамасы қалыптасты.

• Ол SoC жобалауының барлық кезеңдерінде IP-блокты бірнеше қайтара қолданудан пайда болды. Бұрын қалыптасқан сертификацияланған IP-блокты процессор, жад, цифрлық және аналогтық түйіндер, интерфейстер түрінде болды. Ал қазіргі кезде аппаратты-бағдарламалы IP - платформа түріндегі көпшілікке белгілі IP блоктарының жиынтығы қолданылады (технологиялық және қолданбалы) .

• SoC жобалауын іске асыру мен қолдануға қатысатын электронды және радиоэлектронды фирмалардың құрылымы мен өзара байланысу дәрежесі айтарлықтай өзгерді және ол кейін де өзгере түседі. Соның ішінде әр түрлі сатыдағы жүйелік фирмалармен қатар SoC жобалау Орталықтары (Дизайн-Орталығы), САПР әдісін құрастырушы фирмалар, IP-блоктар мен IP-платформаларды құрастырушы фирмалар кіреді.

Тұтас алып қарағанда алдыңғы қатарлы шет мемлекеттерде 90 жылдары басталған SoC инфраструктурасы мен қолданылу процессі электронды индустрияда, сонымен қатар басқа да салаларда басты үрдіс болып қалыптасты. Ал отандық өндірісте SoC жаңа жобалау инфрақұрылымы мен өндірісі енді қолға алынуда.

Бұл үрдістің маңыздылығын ескере отыра пайда болған олқылықты жою үшін авторлар электронды жүйе жасаушы мамандарды, аппаратураларды, электронды компонентті базаларды, басқарушы құрылым басшыларын, студенттер мен аспиранттарды, Жоғарғы мектеп мен РАН жұмысшыларын осы салаға тартуда. Бұл басылым SoC жобалауының олқылықтары жойып, жобалаудың дамуына белгілі сатыда кіріспе болып саналады. Оған қоса:

• SoC дамуына қысқаша шолу;

• SoC жобалауының әлем бойынша дамуына баға беру;

• IP - блоктар мен платформалық жобалауды негізге ала отырып, сонымен қатар IP-блоктарды бірнеше қайтара қолдана келе SoC жобалауының негізгі әдіснамасын баяндау;

• Аппаратты - бағдарламалық платформалар мен IP-блоктарды негізге ала отыра SoC жобалауының жекеленген әдістері мен маршруттарына талдау жасау;

• Электронды және радиоэлектронды өнеркәсіпте құрылымдық өзгерісіне талдау жасау;

• SoC жобалауының дамуына жан - жақты талдау жасау.

Келесі кезекте «Техносфера» баспасымен жаңа шетелдік басылымдардың шығарылуы жоспарлануда. Онда SoC жобалауының құрылымы жайлы бұдан да толықтырылған анықтамалар берілетін болады.

1-5, 7, 8, 9, 11 тараулар екі автордың ұжымдық жұмысы. 6 тарауды Г. Мартин дайындады. 10 В. Немудров пен А. Бухтеевтың қаламдарынан туындады. 1 қосымшаны В. Немудров, Н. Евтушенко, И. Сырцов, 3 қосымшаны В. Кравченко мен Д. Радченко, 2 қосымшаны Г. Мартин дайындады.

Авторлар Г. Чангқа 9 тарауды жазуға көмегі мен қосымша ақпараты үшін алғысын білдіреді.

Профессор

В. Немудров

1 тарау

SoC жобалауының

қысқаша даму тарихы

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 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.

SoC жобалауының Электрондық өнеркәсiпке әсері

SoC жобалауының электронды өнеркәсіпке, соның ішінде жеке меншік индустриясы 1С бағдарламасына тигізген әсері зор болды. Технологиялық үдерiстер эволюциясы әр пайда болған жобамен бірге кететін шығын мөлшерінің де артуына алып келді. Мысалы үлгiлердiң 130 нм деңгейiдегі құны бiр миллион долларларға жақындаған, келешекте бұл құн 65, 45 нм деңгейлерінде анағұрлым жоғары болады деп күтілуде. Егер жеке құрылғыларды жобалауда шығын мөлшерінің бұдан да артуын ескерсе, онда SoC жобалауының 130-90 нм деңгейдегi құны 5-тен -20 миллион долларға дейiн бағаланады.

Бұл шығын мөлшерімен жаңа құрылғылардың жобалануы 1000 нм-ден 250 нм кезеңіндегі ASIC жобалауы мен CMOS үдерісі кезіндегі жобалау сапасымен салыстырғанда біршама төмендігімен сипатталады. Бұл ASIC жобасының статистикасымен дәлелденген. Бірнеше жылдар аралығында, осылайша, 12000-нан 4000-ға дейн төмендеген. Бұл жобалардың кейбіреуі ASSP- ға көшті, оларды SoC құрылғыларының бастапқы кезеңіне жатқызуға болады. Ал басқалары FPGA форматқа (Field Programmable Gate Array) ауысты. Бұл формат SoC құрылғыларының санын бiрнеше жүздiктерден он мың данаға дейін шығару қажет болған жағдайда тиімді болды. Осылайша, бағаға негізделген жобалау стилі электрондық өнеркәсiпте айтарлықтай зардаптар туғызды. Біріншіден, тауарды FPGA негізде жасалатын болып, бұл тауар уақыт пен баға жағынан артықшылыққа ие болса, керісінше қажет ететін қуат мөлшерінің шамадан артуы мен ASIC-пен салыстырғанда өндірістік жағынан сапасының төмендеуі орын алды. Екіншіден, 1С үшін тапсырыстар берілген жағдайда, ол тапсырыс бірнеше салаға жарамды болуы үшін артық күштің жұмсалуын қажет етті.

Жаңа SoC жобалауы көптеген бірлестіктер үшін маңызды бастама болды. Себебі, жобаның құны мен зардаптардың болу мүмкіндігі жаңа бастаушы бірлестіктердің жедел сәтсіздікке ұшырауына әсер етеді. ASIC жобалауында рұқсат етілген бұндай сәтсіздіктерге SoC жобасында жол берілмеді. Қортындысында, жобалау индустриясы консерваторлық түрге ауысып, автоматизациялық жобалау әдістерін (EDA) қамсыздандыруға әсері зор болды. SoC жобалау платформаларын дайындауда жоғары интеграцияланған «платформаларға» көп көңіл бөлінді. Бұл платформалар жобалау уақыты мен қатердің пайда болуын анағұрлым төмендетті.

Стандарттар және Өнеркәсiптiк Ассоциациялардың маңыздылығы

SoC жобалауы мен IP блоктардың қайта қолданылуы, индустриалды стандарттармен қатар сәйкес ұйымдармен де қатарлас дамыды. Бұл электронды өнеркәсіп индустриясында басты жетістік болып есептелді. Бұл ұйымдарға VSIA мен FSA (Fabless Semiconductor Association) және т. б жатқызуға болады. FSA ASSP мен FPGA сияқты fabless компанияларының мүдделерін қорғауда маңызды рөл атқарды. Олардың ішінде PMC-Sierra, Broadcom, Xilinx, Altera және басқа да компаниялар бар.

VSIA бірлестігі жобалаудың механизмін стандарттау мен айқындауда, алмастыру мен IP интеграциясында маңызды рөл атқарды. Бұл ұйым цифрлық және аналогты IP блоктарын жасау қағидаттары мен кезеңдерді тұжырымдауға басты назар аударды. VSIA 1996 жылы қыркүйек айында құрылды. Бұл жылы VSIA архитектурасының негізін қалаушы құжат жарияланды. Сонымен қатар RTL сатысынан бастап GDS II сатысына дейінгі IP блоктармен қатар цифрлық «hard» пен «soft» блоктары, жұмысшы топтар құрылды. Кейін бұл блоктар тестілеу облыстарындағы стандарттар мен қағидаттарды, AMS, шиналық чиптарды, жүйелік сатыдағы IP және жобалауды дамытып, қорғауға алды.

VSIA стандарттары мен қағидаттары дүние жүзiндегі алып компанияларында пайдаланылды, IP блоктарды қайта қолданудың ішкі маршруттарының негізін салды. Қайта қолданудың стандарты «виртуальды компоненттер» интеграциясына негізделген виртуальды «ұяны» (socket) немесе VC (VSIA-ның IP блоктарды қайта қолданудағы атауы) қалыптастырады.

VSIA соңғы жылдарда платформамен ішкі бағдарламалық қамсыздандыруға негiзделген жобалау түрін, IP блоктар сапасының верификациясын (Synopsys және Mentor OpenMORE - сапасы мен қағидаттарын және IP ережелерді сақтап, тексеруге негізделген) қарастыра бастағанмен, VSIA-ң атқаратын басты жұмысы іске асырылып қойған болатын.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.