１　引言

　　芯片設(shè)計(jì)業(yè)正面臨著一系列的挑戰(zhàn)：系統(tǒng)芯片ｓｏｃ（ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ）已經(jīng)成為ｉｃ業(yè)界的焦點(diǎn)，芯片性能越來(lái)越強(qiáng)，規(guī)模越來(lái)越大，開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越長(zhǎng)，設(shè)計(jì)質(zhì)量越來(lái)越難于控制，芯片設(shè)計(jì)成本越來(lái)越趨于高昂。

　　這種情形很像計(jì)算機(jī)界所面臨的問(wèn)題：計(jì)算機(jī)硬件處理能力飛速發(fā)展，而軟件設(shè)計(jì)卻受到越來(lái)越多的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)規(guī)模上不去，設(shè)計(jì)質(zhì)量難于控制，設(shè)計(jì)周期無(wú)限延長(zhǎng)　……。正是這種狀況，導(dǎo)致了軟件設(shè)計(jì)方法學(xué)在開(kāi)放性、可移植性、面向等方面的深刻變革。如今的軟件工程，已經(jīng)成為一門(mén)博大精深的科學(xué)，有很多系統(tǒng)的方法值得芯片設(shè)計(jì)業(yè)學(xué)習(xí)和借鑒。根植于軟件業(yè)面向設(shè)計(jì)模式的ｉｐ技術(shù)被認(rèn)為是最有前途的方案，以解決當(dāng)今芯片設(shè)計(jì)工業(yè)界所面臨的難題。

　　本文從ｉｐ開(kāi)發(fā)和集成兩個(gè)方面入手，重點(diǎn)闡述了ｉｐ的基本特征，ｉｐ的設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)，ｉｐ集成的一般考慮及集成的關(guān)鍵技術(shù)，ｉｐ模塊的評(píng)估與選擇等，并探討了國(guó)內(nèi)ｉｐ技術(shù)發(fā)展的一些思路。

　�。病。椋痖_(kāi)發(fā)

　�。玻薄。椋鸬幕咎卣�

　�。椋鸬谋举|(zhì)特征是可重用性，其通常必然滿(mǎn)足以下基本特征：一是通用性好，二是正確性有１００％的保證，三是可移植性好。通用性好是指ｉｐ的功能在某一應(yīng)用領(lǐng)域廣泛通用，ｉｐ的實(shí)現(xiàn)一般滿(mǎn)足子功能可配置、甚至可編程的特點(diǎn)，如最常見(jiàn)的ｉｐ嵌入式ｃｐｕ模塊就具有非常好的通用性。正確性有百分之百的保證是指ｉｐ的實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格遵守一系列的可重用設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)規(guī)范，ｉｐ的驗(yàn)證用例具有完備性，功能覆蓋率、測(cè)試覆蓋率都能夠達(dá)到１００％；并能夠完全覆蓋ｉｐ工作的臨界條件，提供相應(yīng)的大流量測(cè)試、隨機(jī)性測(cè)試、甚至能夠提供軟硬件協(xié)同仿真的測(cè)試環(huán)境等�？梢浦残院檬侵福椋鸬膶�(shí)現(xiàn)如行為描述、網(wǎng)表、ｇｄｓｉｉ文件具有可移植性，其設(shè)計(jì)輸入可以在不同的開(kāi)發(fā)平臺(tái)上重現(xiàn)；綜合用批處理文件具有可移植性，ｉｐ的綜合結(jié)果可以用不同的綜合工具，在不同的綜合庫(kù)條件下正確重現(xiàn)；仿真用測(cè)試用例可重用，測(cè)試環(huán)境可以很方便的重現(xiàn)，ｉｐ的驗(yàn)證可以用不同的仿真器，在不同的仿真庫(kù)條件下重現(xiàn)。

　　２．２�。椋痖_(kāi)發(fā)流程

　�。椋痖_(kāi)發(fā)的流程主要包括兩條主線(xiàn)：ｉｐ設(shè)計(jì)和ｉｐ驗(yàn)證。ｉｐ設(shè)計(jì)流程一般可劃分為確定規(guī)格和模塊劃分、子模塊的定義和設(shè)計(jì)、頂層模塊的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品化等四個(gè)階段。ｉｐ驗(yàn)證流程包括了建立參照模型、建立測(cè)試平臺(tái)和準(zhǔn)備驗(yàn)證用例、回歸測(cè)試、形式驗(yàn)證。圖１是我們推薦使用的ｉｐ開(kāi)發(fā)流程。

　�。玻玻薄。椋鹪O(shè)計(jì)的四大階段

　�。ǎ保〈_定規(guī)格和劃分模塊

　�。椋鸬囊�(guī)格至少包含以下內(nèi)容：概述、功能需求、性能需求、物理需求、詳細(xì)的結(jié)構(gòu)模塊框圖、對(duì)外系統(tǒng)接口的詳細(xì)定義、可配置功能詳細(xì)描述、需要支持的制造測(cè)試方法、需要支持的驗(yàn)證策略等。確定規(guī)格的過(guò)程一般又包括行為建模進(jìn)行功能論證，可行性分析就性能和成本進(jìn)行折中等活動(dòng)。

　　劃分模塊是指規(guī)劃師在給出ｉｐ結(jié)構(gòu)模塊框圖的同時(shí)，對(duì)于每個(gè)子模塊給出一個(gè)詳細(xì)的功能描述，同時(shí)必須明確子模塊之間的接口的時(shí)序要求。只有規(guī)劃好，才能夠建設(shè)好。確定規(guī)格和劃分模塊是ｉｐ開(kāi)發(fā)是否成功最為關(guān)鍵的一步。

　　（２）　子模塊定義和設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)小組對(duì)所有子模塊的規(guī)格進(jìn)行討論和審查，重點(diǎn)檢查時(shí)序接口和功能接口的一致性。設(shè)計(jì)者隨后整沓鱟幽？櫚南晗干杓品槳�。接蠀未设计者皽悗さ现窐`急嘈碦ｔｌ代碼、編寫(xiě)時(shí)間約束文件、綜合的批處理文件、子模塊驗(yàn)證用測(cè)試平臺(tái)（ｔｅｓｔｂｅｎｃｈ）和測(cè)試套件（ｔｅｓｔ　ｓｕｉｔｅ）等。當(dāng)這些工作完成并通過(guò)代碼規(guī)范性檢查、測(cè)試覆蓋率檢查、功能覆蓋率檢查、性能分析包括ｄｆｔ、ｓｔａ檢查、功耗分析檢查等驗(yàn)收以后，這個(gè)子模塊就可用來(lái)與其他模塊一起集成了。

　　（３）　頂層模塊設(shè)計(jì)

　　頂層模塊的設(shè)計(jì)就是把子模塊集成起來(lái)，產(chǎn)生頂層模塊，并對(duì)它做綜合處理和功能驗(yàn)證。綜合過(guò)程包括編寫(xiě)綜合的批處理文件，在不同的參考庫(kù)上綜合，針對(duì)在制造上的可測(cè)試性插入掃描鏈、ａｔｐｇ，并進(jìn)行最終的性能分析和功耗分析等。驗(yàn)證過(guò)程包括根據(jù)由行為模型發(fā)展來(lái)的測(cè)試向量對(duì)頂層模塊進(jìn)行仿真測(cè)試，針對(duì)ｉｐ模塊的可配置選項(xiàng)進(jìn)行多種配置條件下的回歸測(cè)試，利用仿真工具檢驗(yàn)測(cè)試向量的覆蓋率等。

　�。ǎ矗。椋鸬漠a(chǎn)品化

　�。椋甬a(chǎn)品化的過(guò)程包括以下幾個(gè)部分：提供ｉｐ設(shè)計(jì)和驗(yàn)證用ｔｅｓｔｂｅｎｃｈ，用商用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行打包提交，但轉(zhuǎn)換后需要重新驗(yàn)證，比如做回歸測(cè)試以確保轉(zhuǎn)換有效，并強(qiáng)調(diào)在幾個(gè)主流仿真器上做仿真，在幾種主要工藝庫(kù)上做綜合，做門(mén)級(jí)仿真，做形式驗(yàn)證以保證網(wǎng)表和ｒｔｌ級(jí)的一致性，產(chǎn)生或更新用戶(hù)文檔等。如果是硬ｉｐ的開(kāi)發(fā)，還需要在頂層模塊（軟ｉｐ）的基礎(chǔ)上進(jìn)行布局布線(xiàn)，版圖提取，時(shí)序分析和形式驗(yàn)證，集成到試用該ｉｐ的原