数字IC系统设计中的关键问题研究.ppt

数字IC系统设计中关键问题研究,主讲：杨静,向你们推荐几本好书：1、数字IC系统设计，西电出版社，王彬等 2、Verilog HDL设计与验证，EDA先锋工作室3、精通Verilog HDL:IC设计核心技术实例详解，电子工业出版社4、Altera FPGA/CPLD设计（基础篇/高级篇），EDA先锋工作室5、VLSI设计基础,讨论提要,1,3,2,5,4,6,数字系统IC设计流程概述,数字IC设计中的几个基本概念,低功耗设计,数字IC设计中的一些设计方法,状态机设计,结论,数字IC系统设计流程概述,基本概念：分类：数字IC，模拟IC，数模混合IC，特别是SOC（system on chip）则成为发展的方向。从实现方式：全定制（full-custom）设计，基于晶体管级，所有器件和互连版图都采用人工设计。这种方法比较适合于大批量生产的，要求集成度高、速度快、面积小、功耗低的通用型IC或是ASIC。半定制（Semi-custom）：基于门阵（Gate-Array）和标准单元（Standard-Cell）的设计，由于其成本低、周期短、芯片利用率低而适合于批量小、要求推出速度快的芯片。基于FPGA/CPLD设计,新的发展方向：SOC,ASIC Core,Memory,Embedded ProcessorCore,AnalogFunctions,Communication,SensorInterface,数字IC系统设计流程概述,设计流程：编写设计规格（功能指标与进度安排）算法设计(单精度、双精度)架构设计（parallel/pipeline）RTL级设计（功能实现）物理级设计（电路级）版图（layout）流片,形象的比喻（盖房子）：IC=房子1、设计概念：systemC/C2、房子图纸：硬件描述语言（VHDL/VerilogHDL）3、建筑工人：综合器（Quartus II/Synplify Pro）4、质检员：仿真器、静态时序分析、形式验证工具(modelsim/STA)5、砖瓦材料：Foundry提供的标准单元库,数字IC系统设计流程概述,数字IC系统设计流程概述,总结：1、知识在于积累，勤看书，多思考，多做笔记2、理论要联系实践，多动手。,讨论提要,1,3,2,5,4,6,数字系统IC设计流程概述,数字IC设计中的几个基本概念,低功耗设计,数字IC设计中的一些设计方法,状态机设计,结论,数字IC设计中的几个基本概念,一、建立时间（setuptime）与保持时间(holdtime)1、建立时间：是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前，数据稳定不变的时间，如果建立时间不够，数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器。2、保持时间：是指在触发器的时钟信号上升沿到来以后，数据稳定不变的时间，如果保持时间不够，数据同样不能被打入触发器。3、时钟偏斜（skew）：由于时钟线长度及负载不同，导致时钟信号到达相邻两个时序单元的时间不同，于是产生了时钟偏斜。,1.Tsetup（建立时间）应满足的条件：,数字IC设计中的几个基本概念,2.Thold（保持时间）应满足的条件：,数字IC设计中的几个基本概念,3.如果存在Tskew时，Tsetup和Thold应满足的条件：,数字IC设计中的几个基本概念,在考虑建立保持时间时，应该考虑时钟树向后偏斜的情况，在考虑建立时间时应该考虑时钟树向前偏斜的情况Tsetup=Tclk-Tco-Tcdlogic-Tskew(1)Thold=Tcdlogic+Tco-Tskew(2),数字IC设计中的几个基本概念,数字IC设计中的几个基本概念,什么是亚稳态？如何克服亚稳态？什么竞争与冒险？如何产生，如何克服？如何提高系统的速度？同步设计与异步设计：优点与缺点，设计原则是什么？同步复位与异步复位：优点与缺点，设计原则是什么？什么是多时钟域设计，如何设计跨时钟域设计？,数字IC设计中的几个基本概念,数字IC设计中的几个基本概念,讨论提要,1,3,2,5,4,6,数字系统IC设计流程概述,数字IC设计中的几个基本概念,低功耗设计,数字IC设计中的一些设计原则,状态机设计,结论,数字IC设计中的一些设计原则与方法,设计原则与方法：面积与速度平衡原则 硬件原则系统原则同步设计原则流水线设计方法乒乓操作设计方法串并转换设计方法,