一個(gè)大容量片上系統(tǒng)集成電路的研究、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文研究了大容量存儲(chǔ)(Mass-Storage)控制片上系統(tǒng)(SOC)芯片的基本原理、功能、結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)技術(shù)，取得了如下新的研究成果： 1．基于硬件和軟件協(xié)同仿真平臺(tái)的片上系統(tǒng)全新的設(shè)計(jì)方法，創(chuàng)建了本文所研究的大容量存儲(chǔ)控制片上系統(tǒng)芯片的硬件和軟件協(xié)同仿真平臺(tái)。完成了包括安全數(shù)碼(SD)測(cè)試向量生成模塊、串行電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)和閃速存儲(chǔ)器(FLASH)在內(nèi)的多個(gè)仿真模型的具體實(shí)現(xiàn)。本平臺(tái)具有軟硬件可并行協(xié)同設(shè)

2、計(jì)、仿真及驗(yàn)證等優(yōu)點(diǎn)，使本文片上系統(tǒng)芯片的整體功能最優(yōu)化并加快了開(kāi)發(fā)進(jìn)度。 2．研究并設(shè)計(jì)成功一種先進(jìn)的可下載固件(Firmware)架構(gòu)的高速精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(RISC)CPU知識(shí)產(chǎn)權(quán)(Intellectual Property，簡(jiǎn)稱IP)核，本CPU核是傳統(tǒng)的單片機(jī)PIC微控制器處理速度的4倍，并且可以實(shí)現(xiàn)固件的升級(jí)和更新。具有完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 3．完成了適合于大容量存儲(chǔ)產(chǎn)品的糾錯(cuò)算法(Reed-Solomon算法

3、和BCH算法)的研究，并且完成了硬件代價(jià)小、處理速度快的電路實(shí)現(xiàn)，研究的算法已經(jīng)申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利。 4．實(shí)現(xiàn)了符合SD協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的接口知識(shí)產(chǎn)權(quán)(Intellectual Property，簡(jiǎn)稱IP)模塊的設(shè)計(jì)。采用分層設(shè)計(jì)方法，將整個(gè)SD接口劃分為物理層和數(shù)據(jù)鏈路層分別實(shí)現(xiàn)，功能清晰，擴(kuò)展容易。 5．研究并實(shí)現(xiàn)了閃速存儲(chǔ)器的直接存儲(chǔ)訪問(wèn)(DMA)控制技術(shù)，極大地提高了數(shù)據(jù)存取速度。 6．完成了大容量存儲(chǔ)控制芯片中固件的

4、關(guān)鍵技術(shù)的研究，如啟動(dòng)(boot)只讀存儲(chǔ)器(ROM)的編寫(xiě)和固件的仿真技術(shù)。 7．完成了芯片實(shí)際制造用的測(cè)試向量生成，測(cè)試向量符合Faraday公司的規(guī)范，并為芯片實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)所驗(yàn)證。 8．本文的片上系統(tǒng)芯片是一個(gè)包含29萬(wàn)門(mén)的大規(guī)模單片集成系統(tǒng)，采用0.25微米國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CMOS生產(chǎn)工藝完成了芯片的實(shí)際制造。全面實(shí)測(cè)參數(shù)的數(shù)據(jù)表明：本片上系統(tǒng)芯片性能十分優(yōu)良，達(dá)到當(dāng)前國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平，并且在軟件、算法、硬件代價(jià)、