特色C语言平台 SoC设计最佳化(二)

2013-09-06 21:04:48来源: 互联网

实际的想法是,设计流程中最初会使用结构探索环境,此时规格书中会将所有功能当作ANSIC语言/C++演算描述,并将该演算分成实现软硬体两大单元。至于分割的妥当性则利用效能分析工具验证,如果验证无误就进入下个阶段。此时设计流程可分成, 软、硬体协调验证,以及硬体的执行(ImplementATIon)两大部份,软、硬体协调验证环境会整合了可以实现硬体部份的C语言平台描述,以及微处理器核心的C语言平台描述,并製作SoC整体的硬体模型。上述验证会先确认软、硬体之间的介面是否有不妥,接着进行软体整体的验证与修正作业,由于此时要求实机的1/10~1/100左右的模拟分析速度,因此硬体的模式必需使用高抽象度C语言平台进行描述。

冲电气採用「μPLAT」+软体的合成动作方式,可以使晶片发挥低耗功化效果  
图说:冲电气採用「μPLAT」+软体的合成动作方式,可以使晶片发挥低耗功化效果。(Tanner Research)

  在硬体的执行设计方式方面,首先以人工方式将硬体的演算C语言平台转换成System C,再使用高阶验证环境验证此System C的描述,该环境包含多种工具,例如,利用形态检查器验证System C描述意义的工具,以及是否已经成为高阶合成用资料的工具等等。高阶验证环境还包含东芝开发的可以检查验证进度(coverage)的工具, 它可以防止遗漏检查,进行Line Coverage)、分岐含盖范围、条件含盖范围等检查,经过验证的System C的描述,再利用高阶合成环境转换成RTL描述。

  目前高阶合成工具无法以一次的合成作业,获得令人满意的高品质输出,必需对C语言平台描述进行修正,并作反覆数次的高阶合成动作。如果晶片已经备妥全模组的RTL描述,就利用整体验证环境进行晶片整体验证作业,在该环境下使用理论模拟器(Emulator)与硬体加速器(accelerator)等验证专用电脑,再以时脉循环(clock cycle)的时序(timing)精度验证SoC整体,若验证没有异常就结束高阶设计作业,接下来的晶片设计则与传统RTL设计完全相同。

整体开发时间只有传统的1/3左右

  在实际设计例子上,东芝所开发的液晶电视用SoC,就此採用这样的架构平台开发设计,此晶片有三个设计作业适合上述设计环境,分别是,统一平台的开发、减少开发软体的TAT(Turn Around Time),以及使用高阶合成获得的RTL描述。

  在统一平台的开发部分,由于晶片目标是广用衍生型的SoC,并且主要诉求是开发容易,因此必需将共通部位定义成统一平台,此时最重要的是On Chip汇流排的结构,与记忆体次系统的定义,设计人员利用上述环境,讨论出如何能够定义成最适宜的统一平台。

  具体步骤首先检查汇流排的存取流通量(Throughput)、延迟、仲裁(Arbitration)功能、汇流排的扩充性(Scalability),接着利用C语言平台描述进行效能模拟分析,再透过

  定性优劣比较作定量性分析,透过该分析就能够定义最适当的统一平台。

  在减少开发软体的TAT,由于是以广用SoC为目标,所以必需充分应用软、硬体协验证,因此在样品晶片完成前,就需要成功验证大部份的软体,因此从样品晶片公佈,一直到发佈软体工具为止,整个的开发时间只有传统的1/3左右,主要原因是Stream data能够使用协调验证所致。

  此外即使使用应用协调验证环境,并不表示如此一来就不需要进行样品晶片的实机验证,因为C语言平台描述的精度还有无法验证Bug,例如记忆体初期化与电晶体的初期化设定错误,以及有关插入时序的不协调,一般协调验证都无法检查。

  在高阶合成取得RTL的描述部分,这颗晶片的MPEG2解码器后处理部分,非常适合使用高阶合成,尤其是将动作频率高达266Mhz的后处理方块,当作82K闸道(gate)规模的电路合成,可以获得媲美人工设计的结果。至于软、硬体协调验证使用的硬体部位C语言平台描述,就可以利用这颗晶片的C语言平台描述作基础,只改写变更部分即可。

  IC设计业者已经开始建立C语言设计平台

  目前许多IC设计公司已经开始建立C语言平台设计技术,应用在半导体晶片的设计,该技术除了能够使晶片架构在短时内进行比较、检讨作业,同时还可以应用在各种SoC(System On a Chip)结构的最佳化设计。以行动电话的语音处理晶片为例,C语言平台设计技术可以使晶片的耗功降至1/10,预定今后2~3年内,市场上将会有20~30%的SoC,是採用C语言平台设计技术。所以,通常SoC的开发要求同时满足各式各样规格,然而同时满足高效能、低耗功、低制作成本的特性.

关键字:C语言平台  SoC设计

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/0906/article_19046.html
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