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基于平台的设计:更高的IP复用生产率
内容导读:

充分利用现存功能块里的专家知识,可以更快地创造出复杂的设计

 

知识产权(IP)的复用是设计团体采用的一种策略:充分利用现存功能块里的专家知识,可以更快地创造出复杂的设计。IP可供利用的程度继续增加,设计者既可以从组织内部收藏过往设计的资料库中选择,也可以从第三方获得。

 

然而,复用IP并不自然而然意味着利润的增加。如果把IP当作一个单独的模块提供给设计者,而不告诉他这个IP如何整合到设计当中,那么设计者为了有效利用IP而需要做的工作量,可能就会大于购买IP带来的好处。

 

基于平台的设计是一种方法,目的是解决基本IP复用的缺点。简单来说,基于平台的设计指的是,整备IP并使之容易地配置、整合到设计当中去。

 

 

平台是什么?

 

很多设计者都会选择将第三方IP组合到他们的项目里去,其实他们这么做的原因很简单:这样做只需要买进更少一些的项目资源,而不用一开始就去创造IP。设计者认识到,将IP集成到设计中会需要很大的努力,所以他们认为,必须将完整的预集成子系统整合进来。

这些子系统也就是所谓的“平台”,常常构筑在处理器周围,并且模块当中已经包括了基本的支持IP(内存控制器、计时器、中断控制器、UART等)。这种设计具有预集成特性,指的是供应商更容易为子系统提供合适配置的软件,使得代码在使用子系统的设计上运行的更容易。

 

子系统的三个特性

 

这些子系统越来越多地显示以下三个主要特性:

 

● 平台设计有很强的可配置性,但是却不能改变。如果设计中包含一个不用的模块,可以通过设置使这个模块不工作,而不是将它从设计中拿走。改变一个设计需要的费用,比起在非必需逻辑门总数目方面接受很少的一笔费用来,成本要高的多。

● 平台设计使用的是标准的SoC接口,这样就使得采用相同标准接口的辅助IP模块的集成变得很简单了。很多硬件设计者都知道,实际总线接口(如AMBA或OCP)正在被越来越多地使用到很多不同的IP中。依赖于硬件的软件接口标准依然会出现。

● 现在平台设计越来越多地将专用模块集成到设计中,可以特别优化设计以实现该项功能。设计者会评估他们的特殊要求,然后选择那些能最大限度满足他们要求的“内核”平台。

 

 

 

设计流程

 

所有基于平台的设计策略,都是为处理设计中越来越多复杂性的一种努力。IP变得越来越复杂了(根据某种计量方法,IP复杂度每3年增加5倍),对于设计团体来讲,以同样的速度增加生产率就显得非常困难。加上硅器件容量的快速增长,设计团队面临的挑战更大,一方面他们要实现复杂的新设计,另一方面又不能增加成本。

 

为最大限度发挥基于平台的设计的作用,希望利用这些模块的设计者将不得不改变其创造新设计的思路和方法。设计的某些部分属于特定设计团队的专长领域,这些部分正是它之所以区别于其他设计的地方,影响到最终产品的效能。对于这个设计与众不同的部分,为充分发挥专长,设计团队将不得不最大程度地利用设计资源,并且按照传统的设计流程去做。

当然,设计的其他部分也很重要,但是只要基础部分是功能性的,对设计的整体性能就不会有重大影响。这就是设计的非差异化部分,它是基于平台流程理想的应用场所。目标是,使用最少的资源创造最大限度的设计。

 

遵循非差异化的设计流程,对于设计者来说是感觉会很不舒服的。为了达到利用最小的努力完成一个可接受的、运行正常的设计的目的,他们不得不接受妥协和非优化方案。

 

EDA工具的重要性

 

必须有EDA工具的支持,基于平台的设计流程才会行之有效。EDA工具起重要作用的首要领域是IP配置。

 

由于合成命令文稿(synthesis scripts)、功能验证和其他支持文件都需要修改以便适应设计上的变化,因此在设计阶段,买进来的、相当于手工制作的IP会带来大量的额外工作量。

对于基于平台的设计来说,只能通过和IP配套提供的配置程序,来对IP做许可的修改。这样就保证了,IP的变化局限在原设计者许可的范围和方式内。当IP配置方案选定时,IP和支持文件将会连贯一致地被重新设置。

 

使用原始设计者的声明(assertion),对IP也非常有益。绝大多数IP打包方式允许其在单独运行的模式下有效运行,但对于IP在设计里是否可以正常运行却提供不了任何帮助。

声明允许原始设计者嵌入功能检查,当IP在新的设计中被验证时,功能检查就可以被激活。为了SoC设计团队的利益,原始IP设计者正在有效地将其专门技术和知识打包。

 

其他很多的设计依赖性不受声明的影响。以特定方式配置的IP,很可能要求设计中的其他IP重新设置以与之相匹配。当然,在一个系统内,IP不可以不兼容。如果不兼容的话,一般不是因为硬件设置不正确,而是因为现有的软件和特定的操作系统可能会不匹配。

 

这些跨领域的问题很难发现和探测到。但是随着SPIRIT标准(IP的许多不同方面都以XML格式归档)的出现,希望还是有的。因为这个标准将会使得新级别的设计工具能够实现跨领域兼容性,可能还会将大量不同的单独IP配置程序组合到更加统一的设计环境中去。

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来源:今日电子 作者:Mentor Graphics 公司JOHN WILSON 时间:2005/8/1 0:00:00
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