系统芯片设计.ppt

系统芯片（Soc）设计 第十七组 制作人：Atropos 快！快！！快！！！ 新技术应用的速度加快 对设计周期的压力！ 0 5 10 15 20 Years DVD Cellular PC VCR Cable TV Color TV BW TV VCD iPad 产品达到第一个百万台销量的时间 28Days 2010年Apple收购了芯片设计公司Intrinsity。 2008年Apple斥资2.78亿美元收购了芯片设计公司 P.A. Semi。 A5芯片外观 A5版图 Iphone4S NOKIA5230 Soc的产生背景 电子产品的低功耗 较短的芯片研发周期 芯片功能的多样化需求 传统芯片设计的不稳定性 电子产品的小型化，微型化发展 芯片的特征尺寸不断减小，集成度变高 Soc的概念和特点 Soc的概念 Soc（System-on-Chip）:顾名思义,就是将一个系统的多个部分集成在一个芯片上能够完成某种完整电子系统功能的芯片，也称为System LSI。 Soc的特点 实现复杂系统功能的VLSI； 采用超深亚微米工艺技术； 使用一个以上嵌入式CPU/数字信号处理器（DSP）； 外部可以对芯片进行编程； Soc芯片制作过程 * module NAND input A,B; output Z; if (A != B) Z = 1; else Z = 0; end if; end module; 架构、算法 工艺 SiP Soc的三大设计技术 1）软硬件协同设计 软硬件协同设计是指对系统中的软硬件部分使用统一描述和工具进行集成开发,可完成全系统的设计验证并跨越软硬件界面进行系统优化。 2）IP设计和复用技术 系统中有些模块直接用现成的IP来实现，不必所有模块都从头设计，采用IP核进行系统设计，可以大大缩短产品设计时间，减小风险。 3）超深亚微米(VDSM)设计技术 超深亚微米集成电路和微机电系统的膜/基和多层异质膜结构及内导线结构，所用材料尺度逐渐由微米级减小到亚微米甚至纳米级。 制程的减小的优势 180nm - 130nm - 90nm - 65/55nm - 40nm 工艺特征：线宽 ? 晶体管尺寸 VDD 晶体管尺寸减小 ? 电容减小 ? 充放电量减小 所需VDD 减小 ? 阈值电压减小 所需VDD 减小 ? 充电电流减小 更少的能量实现更快的逻辑翻转 （更快、更省电） 简单模型 工艺带来的挑战 需要改进设计方法学和工具 看起来这似乎不是太难； 除了一个问题貌似还没有很好的经验来提供答案 大问题是NRE成本的几何级上升正在某种程度上改变业态 使设计公司也走变得资金密集型，极大提高了中小规模公司和初创公司的难度 项目赢利所需的出货量更大；芯片公司规模向大型化靠拢 ——功耗 Soc与现在电路设计的不同点 1）采用IP复用技术是主要的设计方法 2）软硬件协同设计方法 3）不同系统之间的兼容性问题 4）进行不同类型子系统集成后的多层次的验证。 5）互连设计方法的转变 6）设计人员需要有丰富的经验 7）需要将嵌入式软件集成到Soc中。 系统设计 ASIC设计 加工 测试 SW设计 SW测试 PCB设计 传统的系统设计 任务 系统设计 ASIC设计 加工 测试 SW设计 SW测试 PCB设计 软硬件协同设计 任务 共享设计 Soc设计过程 确定系统设计需求 写出初步设计规格说明 设计高层次算法级模型 测试验证并改进算法 系统软硬件划分 定义接口 写出硬件描述，用行为级模拟表达 写出软件规格说明，进行原型设计 划分宏单元 软件开发 写出宏单元的初步规格说明 宏1 宏1 软硬件协同仿真 10多年构建产业链基本成型 设计 Fabless 制造 Foundry 封装、测试 系统和整机厂商 当前的核心问题是：提高Fabless环节的综合能力（设计、市场、管理）； 虽然 我们是一直在追赶、从未有超越； 每个环节的供应链上还基本没有自主。 但是 完整的产业链框架已经建立，有了起飞的基础条件。 供应链 供应链 供应链 产业链转移 大量工作机会的转移，而非核心技术的转移 行业需要优秀的系统架构师和软件高手 行业缺乏优秀的系统架构师和软件高手 但是请记住 这不是因为大家不知道这件事 而是因为这事比较难 ? * * * *