1数字电路设计流程与SOC芯片架构图

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

1数字电路设计流程与SOC芯片架构图

ASIC和SOC设计的流程相近。ASIC主要是在PC端，现在SOC是主流。

一、需求分析

产品要解决什么问题，预测未来3-5年的走势和趋向，确保芯片是有卖点和前瞻性，面向未来。

客户向fabless提出设计要求，包括芯片需要达到的具体功能和性能方面的要求。需求分析后生成文档，性能指标，需求展望spec，让架构师可以进行细化。

二、功能架构设计

架构师将系统功能进行分解和细化，形成spec规范，参数化、具体化。

处理器的选择：ARM、RISC-V；总线接口：AHB、APB；功能模块，是否需要DMA；

性能参数：引脚选择，电压频率、工艺选择、功耗和温度范围。

软硬件功能的划分：

1数字电路设计流程与SOC芯片架构图

三、RTL编码

使用硬件描述语言（VHDL，Verilog HDL）将模块功能以代码来描述实现。

语言输入工具：

• Summit 公司的 VisualHDL

图形输入工具：

• Cadence的composer

四、仿真验证（前仿）

功能仿真，对RTL级的代码进行设计验证，检验编码设计的正确性，是否满足规格中的所有要求。

仿真工具：

Verilog HDL：

• Mentor公司的Modelsim
• Synopsys公司的VCS

五、逻辑综合

基于特定的综合库，设定电路在面积、时序等目标参数的约束条件，将设计的RTL级代码映射为门级网表netlist。

逻辑综合工具：Design Compiler

六、STA静态时序分析

在时序上对电路进行验证，检查电路是否存在建立时间（setup time）和保持时间（hold time）的违例。

STA工具：

• Synopsys的Prime Time。（PT）

七、形式验证 Formality

从功能上对综合后的网表进行验证，将综合后的网表与验证后的HDL设计对比，看他们是否在功能上存在等价性，保证逻辑综合过程中没有改变HDL描述的电路功能。

后端的流程

一、DFT

可测性设计，在设计中插入扫描链。

DFT工具：

• BSCAN技术– 测试IO pad，主要实现工具是：Mentor的BSDArchit、sysnopsy的BSD Compiler；
• MBIST技术– 测试mem，主要实现工具是：Mentor的MBISTArchitect 、Tessent mbist；
• ATPG 技术– 测试std-logic，主要实现工具是：产生ATPG使用Mentor的 TestKompress 、synopsys TetraMAX，插入scan chain主要使用synopsys 的DFT compiler。

二、布局规划

放置芯片的宏单元模块，影响芯片的最终面积，IP模块、RAM、I/O引脚等摆放位置。

IC Compiler

三、时钟树综合

时钟的布线，时钟的分布应该是对称式的连接到各个寄存器单元，从而使时钟从同一个时钟源到达各个寄存器时，时钟延迟差异最小。

四、布线

将前端提供的网表实现成版图，包括各种标准单元之间的走线。

五、寄生参数提取

由于导线本身存在的电阻，相邻导线之间的互感、耦合电容在芯片内部会产生信号噪声、串扰和反射。提取寄生参数进行再次分析验证，分析信号完整性问题。

六、物理版图验证

对布线完成的版图进行功能和时序上的验证

LVS：版图和逻辑综合后的门级电路图对比验证

DRC：设计规则检查，检查连线间距，连线宽度。

soc芯片架构图

1数字电路设计流程与SOC芯片架构图

具体参见集成电路创新创业大赛的ARM软核移植搭建的 soc平台

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