集成電路技術(shù)匯總（三）：芯片硬件設(shè)計

　　芯片硬件設(shè)計包括：

　　1.功能設(shè)計階段。

　　設(shè)計人員產(chǎn)品的應(yīng)用場合，設(shè)定一些諸如功能、操作速度、接口規(guī)格、環(huán)境溫度及消耗功率等規(guī)格，以做為將來電路設(shè)計時的依據(jù)。更可進(jìn)一步規(guī)劃軟件模塊及硬件模塊該如何劃分，哪些功能該整合于SOC 內(nèi)，哪些功能可以設(shè)計在電路板上。

　　2.設(shè)計描述和行為級驗證供能設(shè)計完成后，可以依據(jù)功能將SOC 劃分為若干功能模塊，并決定實現(xiàn)這些功能將要使用的IP 核。此階段將接影響了SOC 內(nèi)部的架構(gòu)及各模塊間互動的訊號，及未來產(chǎn)品的可靠性。決定模塊之后，可以用VHDL 或Verilog 等硬件描述語言實現(xiàn)各模塊的設(shè)計。接著，利用VHDL 或Verilog 的電路仿真器，對設(shè)計進(jìn)行功能驗證(functionsimulation，或行為驗證 behavioral simulation)。注意，這種功能仿真沒有考慮電路實際的延遲，但無法獲得精確的結(jié)果。

　　3.邏輯綜合確定設(shè)計描述正確后，可以使用邏輯綜合工具(synthesizer)進(jìn)行綜合。綜合過程中，需要選擇適當(dāng)?shù)倪壿嬈骷?logIC cell library)，作為合成邏輯電路時的參考依據(jù)。硬件語言設(shè)計描述文件的編寫風(fēng)格是決定綜合工具執(zhí)行效率的一個重要因素。事實上，綜合工具支持的HDL 語法均是有限的，一些過于抽象的語法只適于作為系統(tǒng)評估時的仿真模型，而不能被綜合工具接受邏輯綜合得到門級網(wǎng)表。

　　4.門級驗證(Gate-Level Netlist Verification)

　　門級功能驗證是寄存器傳輸級驗證。主要的工作是要確認(rèn)經(jīng)綜合后的電路是否符合功能需求，該工作一般利用門電路級驗證工具完成。注意，此階段仿真需要考慮門電路的延遲。

　　5.布局和布線布局指將設(shè)計好的功能模塊合理地安排在芯片上，規(guī)劃好它們的位置。布線則指完成各模塊之間互連的連線。注意，各模塊之間的連線通常比較長，因此，產(chǎn)生的延遲會嚴(yán)重影響SOC的性能，尤其在0.25 微米制程以上，這種現(xiàn)象更為顯著。