SoC設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)

內(nèi)容概要

　　《soc設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)（第2版）》是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，并被評(píng)為2008年度普通高等教育精品教材。本書(shū)結(jié)合soc設(shè)計(jì)的整體流程，對(duì)soc設(shè)計(jì)方法學(xué)及如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了全面介紹。全書(shū)共分14章，主要內(nèi)容包括：soc的設(shè)計(jì)流程、soc的架構(gòu)設(shè)計(jì)、電子級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、ip核的設(shè)計(jì)與選擇、rtl代碼編寫指南、先進(jìn)的驗(yàn)證方法、低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)、可測(cè)性設(shè)計(jì)技術(shù)及后端設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。書(shū)中不僅融入了很多來(lái)自于工業(yè)界的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還介紹了soc設(shè)計(jì)領(lǐng)域的最新成果，可以幫助讀者掌握工業(yè)化的解決方案，使讀者能夠及時(shí)了解soc設(shè)計(jì)方法的最新進(jìn)展。
　　《soc設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)（第2版）》可以作為電子、計(jì)算機(jī)等專業(yè)高年級(jí)本科生及研究生的教材，也可以作為集成電路設(shè)計(jì)工程師的技術(shù)參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

郭煒——研究員。1982年獲大連海事大學(xué)電子工程學(xué)士學(xué)位。1991年獲美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)電子工程學(xué)碩士學(xué)位。1991-2003年，任職于Motorola公司芯片設(shè)計(jì)部，曾任首席主任工程師(Principal
Staff
Engineer)，研發(fā)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。成功地負(fù)責(zé)過(guò)多個(gè)大規(guī)模SoC設(shè)計(jì)項(xiàng)目的研發(fā)，具有豐富的，C設(shè)計(jì)及項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)。2004-2007年任上海交通大學(xué)研究員。2007年10月至今．任天津大學(xué)研究員。

書(shū)籍目錄

第1章 soc設(shè)計(jì)緒論
 1.1 微電子技術(shù)概述
 1.2 soc概述
 1.3 soc設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)
 本章參考文獻(xiàn)
第2章 soc設(shè)計(jì)流程
 2.1 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)
 2.2 基于標(biāo)準(zhǔn)單元的soc芯片設(shè)計(jì)流程
 本章參考文獻(xiàn)
第3章 soc設(shè)計(jì)與eda工具
 3.1 電子系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)與工具
 3.2 驗(yàn)證的分類及相關(guān)工具
 3.3 邏輯綜合及綜合工具
 3.4 可測(cè)性設(shè)計(jì)與工具
 3.5 布局布線與工具
 3.6 物理驗(yàn)證及參數(shù)提取與相關(guān)的工具
 3.7 著名eda公司與工具介紹
 3.8 eda工具的發(fā)展趨勢(shì)
 本章參考文獻(xiàn)
第4章 soc系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
 4.1 soc系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)與各個(gè)階段
 4.2 soc中常用的處理器
 4.3 soc中常用的總線
 4.4 soc中典型的存儲(chǔ)器
 4.5 多核soc的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
 4.6 soc中的軟件結(jié)構(gòu)
 4.7 電子系統(tǒng)級(jí)（esl）設(shè)計(jì)
 本章參考文獻(xiàn)
第5章 ip復(fù)用的設(shè)計(jì)方法
 5.1 ip的基本概念和ip分類
 5.2 ip設(shè)計(jì)流程
 5.3 ip的驗(yàn)證
 5.4 ip核的選擇
 5.5 ip市場(chǎng)
 5.6 ip復(fù)用技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)
 5.7 ip標(biāo)準(zhǔn)組織
 5.8 基于平臺(tái)的soc設(shè)計(jì)方法
 本章參考文獻(xiàn)
第6章 rtl代碼編寫指南
第7章 同步電路設(shè)計(jì)及其與異步信號(hào)交互的問(wèn)題
第8章 綜合策略與靜態(tài)時(shí)序分析方法
第9章 soc功能驗(yàn)證
第10章 可測(cè)性設(shè)計(jì)
第11章 低功耗設(shè)計(jì)
第12章 后端設(shè)計(jì)
第13章 soc中數(shù)?；旌闲盘?hào)ip的設(shè)計(jì)與集成
第14章 i/o環(huán)的設(shè)計(jì)和芯片封裝
第15章 課程設(shè)計(jì)
附錄a pthread多線程編程接口
附錄b soclib系統(tǒng)支持包

章節(jié)摘錄

　　1.系統(tǒng)需求說(shuō)明　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先從確定所需的功能開(kāi)始，包含系統(tǒng)基本輸入和輸出及基本算法需求，以及系統(tǒng)要求的功能、性能、功耗、成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間等。在這一階段，通常會(huì)將用戶的需求轉(zhuǎn)換為用于設(shè)計(jì)的技術(shù)文檔，并初步確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程?！　?.高級(jí)算法建模與仿真　　在確定流程后，設(shè)計(jì)者將使用如C和c++等高級(jí)語(yǔ)言創(chuàng)建整個(gè)系統(tǒng)的高級(jí)算法模型和仿真模型。目前，一些EDA工具可以幫助我們完成這一步驟。有了高級(jí)算法模型，便可以得到軟硬件協(xié)同仿真所需的可執(zhí)行的說(shuō)明文檔。此類文檔會(huì)隨著設(shè)計(jì)進(jìn)程的深入而不斷地完善和細(xì)化?！　?.軟硬件劃分過(guò)程　　這一環(huán)節(jié)包括軟硬件劃分和任務(wù)分配，是一個(gè)需要反復(fù)評(píng)估和修改直至滿足系統(tǒng)需求的過(guò)程。設(shè)計(jì)者通過(guò)軟硬件劃分來(lái)決定哪些功能應(yīng)該由硬件完成，哪些功能應(yīng)該由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟硬件劃分的合理性對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。通常，在復(fù)雜的系統(tǒng)中，軟件和硬件都比較復(fù)雜。有些功能既可以用軟件實(shí)現(xiàn)也可以用硬件實(shí)現(xiàn)，這取決于所要達(dá)到的性能指標(biāo)與實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度及成本控制等因素。對(duì)比而言，兩者各有千秋。　　采用硬件作為解決方案的好處有：由于增加了特定的硬件實(shí)現(xiàn)模塊，（通常是硬件加速器），因而可使系統(tǒng)的性能提升，僅就速度而言可以提高10倍，甚至100倍；增加的硬件所提供的功能可以分擔(dān)原先處理器的部分功能，這一點(diǎn)有助于降低處理器的復(fù)雜程度，使系統(tǒng)整體顯得簡(jiǎn)單?！　∮布鉀Q方案也存在一些不利的地方：添加新的硬件必然會(huì)提高成本，主要花費(fèi)在購(gòu)買妒和支付版權(quán)費(fèi)等方面；硬件的研發(fā)周期通常都比較長(zhǎng)，中等規(guī)模的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)一套復(fù)雜程度一般的硬件系統(tǒng)至少需要3個(gè)月的時(shí)間；要改正硬件設(shè)計(jì)存在的錯(cuò)誤，可能需要再次流片；相比于軟件設(shè)計(jì)工具，硬件設(shè)計(jì)工具（EDA）要昂貴許多，這也使得設(shè)計(jì)成本增加?！　〔捎密浖?shí)現(xiàn)作為解決方案的好處有：軟件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)更靈活，修改軟件設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤成本低、周期短；受芯片銷量的影響很小，即使所開(kāi)發(fā)的軟件不用在某一特定芯片上，也可以應(yīng)用到其他硬件設(shè)備上，因而市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)比較低。軟件解決方案也存在著難以克服的不足之處：軟件實(shí)現(xiàn)從性能上來(lái)說(shuō)不及硬件實(shí)現(xiàn)；采用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)算法的要求更高，這又對(duì)處理器的速度、存儲(chǔ)器的容量提出了更嚴(yán)格的條件，一般還需要實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持?！　”?-1列出了軟件和硬件實(shí)現(xiàn)各自的優(yōu)缺點(diǎn)?！　≤浻布澐值倪^(guò)程通常是將應(yīng)用一一在特定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上映射，建立系統(tǒng)的事務(wù)級(jí)模型，即搭建系統(tǒng)的虛擬平臺(tái)，然后在這個(gè)虛擬平臺(tái)上進(jìn)行性能評(píng)估，多次優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇需要在成本和性能之間折中。高抽象層次的系統(tǒng)建模技術(shù)及電子系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)的工具使得性能的評(píng)估可視化、具體化。　　4.軟硬件同步設(shè)計(jì)　　由于軟硬件的分工已明確，芯片的架構(gòu)及同軟件的接口也已定義，接下來(lái)便可以進(jìn)行軟硬件的同步設(shè)計(jì)了。其中硬件設(shè)計(jì)包括RTL設(shè)計(jì)和集成、綜合、布局布線及最后的流片。軟件設(shè)計(jì)則包括算法優(yōu)化、應(yīng)用開(kāi)發(fā)，以及操作系統(tǒng)、接口驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。 　　……

媒體關(guān)注與評(píng)論

　　“以復(fù)雜的soc設(shè)計(jì)流程和方法論為主線，內(nèi)容包含豐富的Ic設(shè)計(jì)實(shí)用技巧.是融合學(xué)校教育與工業(yè)界實(shí)用知識(shí)的一次有趣的創(chuàng)新，是郭煒教授多年來(lái)科研與教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的分享。這是近年來(lái)難得的一本好書(shū)，相信會(huì)為讀者帶來(lái)愉快的閱讀體驗(yàn)！”　　——全球副總載兼正太區(qū)總裁潘建岳

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