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基于FPGA芯片的典型SOC开发流程详解

2022-07-27 14:35
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目前微电子技术已发展到SOC阶段,即集成系统阶段,相对于集成电路(IC)的设计思想有着革命性的变化。FPGA自然也不例外,但有很多小白不太清楚基于FPGA芯片的SOC开发流程,所以本文将回答这个问题。

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1、基于FPGA的SOC设计方法

目前,由于FPGA性能提升价格下降,同时嵌入越来越多内核,很自然地,很多IC设计公司将FPGA用于ASIC原型验证,把FPGA可编程的优点逮到了SOC领域,其系统由嵌入式处理器内核、DSP单元、大容量处理器、吉比特收发器、混合逻辑、IP及原有的设计部分组成。

SOC平台的核心部分是内嵌的处理内核,其硬件是固定的,软件则是可编程的;外围电路则由FPGA的逻辑资源组成,大都以IP的形式提供,例如存储器接口、USB接口等,用户根据自身需求在内核总线上添加,并能自己定制相应的接口IP和外围设备。

2、基于FPGA的典型SOC开发流程

①芯片内的考虑

从设计生成开始

,设计人员需要从硬件/软件协同验证的思路入手,以找出只能在系统集成阶段才会被发现的软硬件缺陷,然后选择合适的芯片及开发工具,在综合过程得到优化,随后进行精确的实现,以满足实际需求。由于设计规模越来越大,工作频率也到了数百兆赫兹,布局布线的延迟将变得十分重要,为了确保满足时序,需要在布局布线后进行静态时序分析,对设计进行验证。

2、板级验证

在细品设计完毕后,需要再进行板级验证,以便在印刷电路板(PCB)上保证与最初设计功能一致。因此,PCB布局以及信号完整性测试应被纳入设计流程。由于芯片内设计所做的任何改变都将反映在下游的设计流程中,各个过程之间的数据接口和管理也必须是无误的,预计SOC系统级所必须的额外过程将使数据的大小成指数增长,因此,管理各种数据集本身是急剧挑战性的任务。


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