YAK SoC架構(gòu)設(shè)計研究.pdf

1、隨著集成電路設(shè)計技術(shù)的高速發(fā)展，SoC（system-on-a-Chip）作為集成電路最新技術(shù)的代表成為集成電路設(shè)計領(lǐng)域的研究熱點，并得到越來越廣泛的應(yīng)用。在進入SoC時代以后，設(shè)計者面臨更多挑戰(zhàn)。系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計、處理器IP的選擇、功耗、時序、信號完整性、數(shù)字信號和模擬信號的處理等等都在挑戰(zhàn)IC設(shè)計者的智慧。而其中的架構(gòu)設(shè)計是必須引起重視的一個關(guān)鍵點。
　　 YAK SoC定位于低成本的，可靈活配置的高性能通用SoC。本文研究的

2、核心內(nèi)容為YAK SoC的架構(gòu)設(shè)計。從嵌入式處理器、片上總線、各功能IP、總線優(yōu)先級和地址空間映射方面對YAK SoC系統(tǒng)平臺提出了設(shè)計考慮。同時，在對YAK SoC系統(tǒng)平臺提出設(shè)計考慮的基礎(chǔ)上，確定了YAK SoC的基本架構(gòu)范圍，包括LEON3+AMBA架構(gòu)、PowerPC+CoreConnect架構(gòu)、MicroBlaze+CoreConnect架構(gòu)、NiosⅡ+Avalon架構(gòu)、ARM+AMBA架構(gòu)和ORlK+WishBone架構(gòu)。

3、
　　 為了獲得最優(yōu)的架構(gòu)設(shè)計，本文分別對各個基本架構(gòu)進行了研究。提出了包含處理器、片上總線、片上存儲器和功能IP（GPIO）的最小 SoC系統(tǒng)，并以此最小SoC系統(tǒng)作為基準(zhǔn)總共設(shè)計了6個實驗，應(yīng)用各種基本架構(gòu)分別對最小SoC系統(tǒng)加以構(gòu)建。實驗完成后所獲得的性能參數(shù)，主要包括速度、面積和功耗等等，成為最優(yōu)基本架構(gòu)設(shè)計的重要依據(jù)。同時，考慮到各種架構(gòu)的特點以及YAK SoC的定位可以完成YAK SoC的基本架構(gòu)設(shè)計。并在此基礎(chǔ)上進

4、行完善，進而完成YAK SoC的整體架構(gòu)設(shè)計。
　　 YAK SoC的RTL級映射也是本文的研究內(nèi)容。研究包括IP映射、參數(shù)配置、片上總線仲裁算法設(shè)計、地址空間配置，源代碼修改和平臺擴展等。完成后的YAK SoC在Xilinx公司型號為XC3S1500FG456-4的FPGA進行原型驗證，完成了軟硬件調(diào)試，結(jié)果證明YAK SoC功能正確且運行正常，滿足了設(shè)計需求。
　　 YAK SoC采用完全開源的硬件和軟件資源開發(fā)而成