探究始于验证系统结构的Soc IP方法

前言

　  随着设计与制造技术的发展，集成电路设计从晶体管的集成发展到逻辑门的集成，现在又发展到IP的集成，即SoC设计技术。SoC可以有效地降低电子/信息系统产品的开发成本，缩短开发周期，提高产品的竞争力，是未来工业界将采用的主要的产品开发方式。虽然SoC一词多年前就已出现，但到底什么是SoC则有各种不同的说法。在经过了多年的争论后，们就SoC的定义达成了一致意见。这个定义虽然不是非常严格，但明确地表明了SoC的特征：
　　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；  

正文

    IP（知识产权）是实现大规模 SOC（单片系统）设计的关键。从表面上看，使用商业 IP似乎既简单又方便，但电子行业在实现 IP 价值之前，必须先解决几个重要问题。除物理问题外，只要粗略地看一看 IP 验证与集成的功能，就可看到向一种有意义的方法大踏步前进的机遇。

    开头的一步就是设计小组评估一个 IP 内核是否满足设计需求。在大多数情况下，IP 都需要根据目标应用进行重新配置或重新设计。一旦IP用户选定由某个供应商来进行所需的修改，仍然必须验证该 IP功能是否正常。即使 IP 供应商通过了严格的验证审核，SOC 设计师还必须建立一个本地环境，来验证协议功能和符合性，特别是对内核的修改。

    一旦修改的 IP 稳定而又功能正常，并符合协议规范，工程师还必须将其集成到设计中，进行系统级验证。就此而论，设计师必须产生一种机制，用以在系统级测试台内生成一个通信量方案，以验证系统级性能和功能。对于芯片间的接口，如 PCI Express 或 SATA-II，设计师还必须建立其它器件的完整模型并创建这些器件的符合性测试台。

    尽管在高层次上描述这些问题是很简单的事，但考虑到一个典型的SOC内含许多个IP块（常常来自不同的供应商）时，工作量却是巨大的。如果功能验证占用 70% 的开发周期，设计师就不可能为每个协议 IP 都建立一个新的符合性测试平台和系统级通信量发生器。

    验证是IP 重复使用的障碍。虽然业界所有相关的人和公司都开动脑筋试图建立 IP 标准，但现在还看不到端倪。与此同时，SOC 设计在蓬勃发展，设计者必须成功地将 IP 用到自己的芯片中。

    为获得成功，芯片设计师正在认识到一种实用的 IP 方法从一个验证基础结构开始。也就是说，SOC 设计师可以先投资于商用 VIP（验证 IP，它服务于一个公共平台，以便在单元对 IP 进行评估），然后在系统级上对其它设备和器件建模，并实施通信流量方案。直到近为止，商业 VIP 常常只包括一个 BFM（总线功能模型），还可能有一个用于检查协议的监视器。VIP 要真正有用，还需要更多的特性与功能。

    现代 VIP 产品往往是可重新配置的，以便支持多种协议，并且具有更加可靠的验证功能，如直接随机激励生成、协议与时态的检查、功能覆盖的量度，以及可反复使用的激励库。为实现验证反复使用，VIP 必须提供简单或自动配置的、能适应于各种配置与验证情况的激励库，这些方案都是非常简单的测试实例。它们都是可反复使用的模块，可使设计小组快速而高效地生成复杂的测试实例。

怎么去理解SoC

　SoC中包含了微处理器/微控制器、存储器以及其他专用功能逻辑，但并不是包含了微处理器、存储器以及其他专用功能逻辑的芯片就是SoC。SoC技术被广泛认同的根本原因，并不在于SoC可以集成多少个晶体管，而在于SoC可以用较短时间被设计出来。这是SoC的主要价值所在——缩短产品的上市周期，因此，SoC更合理的定义为：SoC是在一个芯片上由于广泛使用预定制模块IP(Intellectual Property)而得以快速开发的集成电路。从设计上来说，SoC就是一个通过设计复用达到高生产率的硬件软件协同设计的过程。从方法学的角度来看，SoC是一套极大规模集成电路的设计方法学，包括IP核可复用设计/测试方法及接口规范、系统芯片总线式集成设计方法学、系统芯片验证和测试方法学。SOC 是一种设计理念，就是将各个可以集成在一起的模块集成到一个芯片上，他借鉴了软件的复用概念，也有了继承的概念。也可以说是包含了设计和测试等更多技术的一项新的设计技术