數(shù)字IC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題研究PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題研究系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題研究 向你們推薦幾本好書：向你們推薦幾本好書： 1、數(shù)字、數(shù)字IC系統(tǒng)設(shè)計(jì)，西電出版社，王彬等系統(tǒng)設(shè)計(jì)，西電出版社，王彬等 2、Verilog HDL設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，EDA先鋒工作室先鋒工作室 3、精通、精通Verilog HDL:IC設(shè)計(jì)核心技術(shù)實(shí)例詳解，電子工業(yè)出版社設(shè)計(jì)核心技術(shù)實(shí)例詳解，電子工業(yè)出版社 4、Altera FPGA/CPLD設(shè)計(jì)（基礎(chǔ)篇設(shè)計(jì)（基礎(chǔ)篇/高級(jí)篇），高級(jí)篇），EDA先鋒工作室先鋒工作室 5、VLSI設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第1頁(yè)/共19頁(yè) 討論提要討論提要 數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)IC設(shè)計(jì)流程概述設(shè)計(jì)流程

2、概述 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念 低功耗設(shè)計(jì)低功耗設(shè)計(jì) 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的一些設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)中的一些設(shè)計(jì)方法 狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì) 結(jié)論結(jié)論 第2頁(yè)/共19頁(yè) 基本概念：基本概念： l分類：數(shù)字分類：數(shù)字IC，模擬，模擬IC，數(shù)模混合，數(shù)?；旌螴C，特別是，特別是SOC（system on chip）則成為發(fā)展的方向。）則成為發(fā)展的方向。 l從實(shí)現(xiàn)方式：全定制（從實(shí)現(xiàn)方式：全定制（full-custom）設(shè)計(jì)，基于晶體管級(jí)，所有）設(shè)計(jì)，基于晶體管級(jí)，所有 器件和互連版圖都采用人工設(shè)計(jì)。這種方法比較適合于大批量生器件和互連版圖都采用人工設(shè)計(jì)。這種方法比較適合于大批量生

3、產(chǎn)的，要求集成度高、速度快、面積小、功耗低的通用型產(chǎn)的，要求集成度高、速度快、面積小、功耗低的通用型IC或是或是 ASIC。 l半定制（半定制（Semi-custom） ：基于門陣（：基于門陣（Gate-Array）和標(biāo)準(zhǔn)單元）和標(biāo)準(zhǔn)單元 （Standard-Cell）的設(shè)計(jì)，由于其成本低、周期短、芯片利用率）的設(shè)計(jì)，由于其成本低、周期短、芯片利用率 低而適合于批量小、要求推出速度快的芯片低而適合于批量小、要求推出速度快的芯片 。 l基于基于FPGA/CPLD設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 第3頁(yè)/共19頁(yè) ASIC Core Memory Embedded Processor Core Analog Functi

4、ons Communication Sensor Interface 第4頁(yè)/共19頁(yè) 設(shè)計(jì)流程：設(shè)計(jì)流程： l編寫設(shè)計(jì)規(guī)格（功能指標(biāo)與進(jìn)度安排）編寫設(shè)計(jì)規(guī)格（功能指標(biāo)與進(jìn)度安排） l算法設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì)(單精度、雙精度單精度、雙精度) l架構(gòu)設(shè)計(jì)（架構(gòu)設(shè)計(jì)（parallel/pipeline） lRTL級(jí)設(shè)計(jì)（功能實(shí)現(xiàn)）級(jí)設(shè)計(jì)（功能實(shí)現(xiàn)） l物理級(jí)設(shè)計(jì)（電路級(jí)）物理級(jí)設(shè)計(jì)（電路級(jí)） l版圖（版圖（layout） l流片流片 第5頁(yè)/共19頁(yè) 形象的比喻形象的比喻（蓋房子）：（蓋房子）：IC = 房子房子 1、設(shè)計(jì)概念：、設(shè)計(jì)概念：systemC/C 2、房子圖紙：硬件描述語(yǔ)言（、房子圖紙：硬件描

5、述語(yǔ)言（VHDL/VerilogHDL） 3、建筑工人：綜合器（、建筑工人：綜合器（Quartus II /Synplify Pro ） 4、質(zhì)檢員：仿真器、靜態(tài)時(shí)序分析、形式驗(yàn)證工具、質(zhì)檢員：仿真器、靜態(tài)時(shí)序分析、形式驗(yàn)證工具(modelsim/STA) 5、磚瓦材料：、磚瓦材料：Foundry提供的標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)提供的標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù) 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程概述系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程概述 第6頁(yè)/共19頁(yè) 總結(jié)：總結(jié)： 1、知識(shí)在于積累，勤看書，多思考，多做筆記、知識(shí)在于積累，勤看書，多思考，多做筆記 2、理論要聯(lián)系實(shí)踐，多動(dòng)手。、理論要聯(lián)系實(shí)踐，多動(dòng)手。 第7頁(yè)/共19頁(yè) 討論提要討論提要 數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系

6、統(tǒng)IC設(shè)計(jì)流程概述設(shè)計(jì)流程概述 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念 低功耗設(shè)計(jì)低功耗設(shè)計(jì) 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的一些設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)中的一些設(shè)計(jì)方法 狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì) 結(jié)論結(jié)論 第8頁(yè)/共19頁(yè) 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念 一、建立時(shí)間（一、建立時(shí)間（setuptime）與保持時(shí)間）與保持時(shí)間(holdtime) 1、建立時(shí)間：建立時(shí)間：是指在觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)上升沿到來(lái)以前，數(shù)據(jù)穩(wěn)定是指在觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)上升沿到來(lái)以前，數(shù)據(jù)穩(wěn)定 不變的時(shí)間，如果建立時(shí)間不夠，數(shù)據(jù)將不能在這個(gè)時(shí)鐘上升沿被打不變的時(shí)間，如果建立時(shí)間不夠，數(shù)據(jù)將不能在這個(gè)時(shí)鐘上升沿被打 入

7、觸發(fā)器。入觸發(fā)器。 2、保持時(shí)間保持時(shí)間：是指在觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)上升沿到來(lái)以后，數(shù)據(jù)穩(wěn)定：是指在觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)上升沿到來(lái)以后，數(shù)據(jù)穩(wěn)定 不變的時(shí)間，不變的時(shí)間， 如果保持時(shí)間不夠，數(shù)據(jù)同樣不能被打入觸發(fā)器。如果保持時(shí)間不夠，數(shù)據(jù)同樣不能被打入觸發(fā)器。 3、時(shí)鐘偏斜時(shí)鐘偏斜（ skewskew ）：由于時(shí)鐘線長(zhǎng)度及負(fù)載不同，導(dǎo)致時(shí)鐘信號(hào)到）：由于時(shí)鐘線長(zhǎng)度及負(fù)載不同，導(dǎo)致時(shí)鐘信號(hào)到 達(dá)相鄰兩個(gè)時(shí)序單元的時(shí)間不同，于是產(chǎn)生了時(shí)鐘偏斜。達(dá)相鄰兩個(gè)時(shí)序單元的時(shí)間不同，于是產(chǎn)生了時(shí)鐘偏斜。 第9頁(yè)/共19頁(yè) 1.Tsetup1.Tsetup（建立時(shí)間）應(yīng)滿足的條件：（建立時(shí)間）應(yīng)滿足的條件： 數(shù)字?jǐn)?shù)字

8、IC設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念 第10頁(yè)/共19頁(yè) 2.Thold2.Thold（保持時(shí)間）應(yīng)滿足的條件：（保持時(shí)間）應(yīng)滿足的條件： 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念 第11頁(yè)/共19頁(yè) 3.3.如果存在如果存在TskewTskew時(shí)，時(shí)，TsetupTsetup和和TholdThold應(yīng)滿足的條件：應(yīng)滿足的條件： 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念 在考慮建立保持時(shí)間時(shí)，應(yīng)該考慮時(shí)鐘樹向后偏斜的情況， 在考慮建立時(shí)間時(shí)應(yīng)該考慮時(shí)鐘樹向前偏斜的情況 Tsetup =Tclk-Tco-Tcdlogic- Tskew (1) Thold= Tcdlogic+Tco-Tskew (2) 第12頁(yè)/共19頁(yè) 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念 第13頁(yè)/共19頁(yè) 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念 第14頁(yè)/共19頁(yè) n什么是多時(shí)鐘域設(shè)計(jì)，如何設(shè) 計(jì)跨時(shí)鐘域設(shè)計(jì)？ 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念 第15頁(yè)/共19頁(yè) 第16頁(yè)/共19頁(yè) 討論提要討論提要 數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)IC設(shè)計(jì)流程概述設(shè)計(jì)流程概述 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本概念 低功耗設(shè)計(jì)低功耗設(shè)計(jì) 數(shù)字?jǐn)?shù)字IC設(shè)計(jì)中的一些設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)中的一些設(shè)計(jì)原則 狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì) 結(jié)論結(jié)論 第1