多媒體系統(tǒng)集成芯片的實現(xiàn)與驗證研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展和多媒體算法的不斷深入研究,在單片芯片上集成原來分離的媒體處理器芯片,構(gòu)造多媒體系統(tǒng)集成芯片,已成為多媒體處理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢.本文介紹由浙江大學(xué)信息與電子工程學(xué)系SoC R&D小組開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多媒體系統(tǒng)集成芯片——MediaSoC系列的實現(xiàn)以及驗證流程.MediaSoC包含了兩個可編程的處理器內(nèi)核:RISC結(jié)構(gòu)的處理器核RISC3200和RISC/DSP結(jié)構(gòu)的處理器核MediaDSP3200.基于

2、多媒體的應(yīng)用,MediaSoC還集成了其他一些ASIC模塊,例如視頻編碼模塊、存儲器控制單元、DMA控制器以及其他接口單元.該芯片采用0.18μm的制造工藝并一次流片成功.測試結(jié)果表明,MediaSoC能夠廣泛應(yīng)用于多媒體應(yīng)用領(lǐng)域,包括信號處理、音視頻解碼、圖像處理領(lǐng)域等等.正是由于多媒體系統(tǒng)芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜以及采用了先進的半導(dǎo)體制造工藝,給芯片的實現(xiàn)和驗證帶來了困難.本文以多媒體系統(tǒng)芯片MediaSoC為例,作為其部分研究成果,著重討論

3、了多媒體系統(tǒng)集成芯片中的綜合、物理實現(xiàn)和軟件驗證的問題.具體的內(nèi)容以及研究工作包括:綜合作為邏輯設(shè)計和物理實現(xiàn)之間的橋梁,在現(xiàn)代集成電路設(shè)計中發(fā)揮了越來越重要的作用.本文針對MediaSoC雙核的結(jié)構(gòu)特點,討論了其有利于綜合的結(jié)構(gòu)設(shè)計,重點是頂層與核心模塊的結(jié)構(gòu)劃分.另外由于傳統(tǒng)的邏輯綜合在現(xiàn)代芯片設(shè)計中存在局限性,MediaSoC采用了基于物理綜合的綜合流程,把邏輯綜合與物理綜合緊密結(jié)合起來,并且在不同的綜合階段采用了不同的綜合策略.

4、為了避免在物理設(shè)計的后期才發(fā)現(xiàn)問題所導(dǎo)致大的反復(fù),本文在物理設(shè)計的前期首先構(gòu)造物理原型,把物理可實現(xiàn)性的驗證過程壓縮到幾個小時以內(nèi),從而快速驗證設(shè)計的物理可實現(xiàn)性,這有利于評估多個設(shè)計方案并提出切實可行的實現(xiàn)方法.此外,本文還研究了MediaSoC物理實現(xiàn)中的幾個關(guān)鍵技術(shù):包括物理模塊的規(guī)劃、電源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、時鐘網(wǎng)絡(luò)設(shè)計以及時序問題.以上幾個問題的成功解決,確保了MediaSoC物理實現(xiàn)的順利完成.對MediaSoC的軟件驗證作了研究.在