文档介绍：该【第1章IC系统设计概述课件 】是由【gyzhluyin】上传分享，文档一共【118】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【第1章IC系统设计概述课件 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。第一章 IC系统设计概述
IC设计有两个发展趋势:宏观上,它在向系统级演化,这就是所谓的片上系统(SystemOnaChip SOC);微观上,它已经进入了纳米尺度设计的范畴(某些高端设计已开始采用90纳米及65纳米工艺进行设计)。
这两种发展趋势大大加剧了设计复杂性,增加了设计风险,并对Foundry、EDA工具开发商、设计者提出了更高的要求。
片上系统的一大优势是可以大大降低产品的造价。因此,片上系统在通信、多媒体等领域的应用越来越普遍。通常来说,片上系统包括至少一个嵌入式处理器,使用片上总线连接嵌入式处理器与其他模块。
开发片上系统必须采用基于IP的开发模式,以应对系统日益复杂的功能需求。片上系统设计中要解决如下难点:
· 如何进行设计复用。
· 如何验证别人设计的IP。
· 如何顺利地将不同的IP集成在一起,使它们能协调工作。
· 如何进行系统验证。
· 如何进行软、硬件协同设计和验证。
据统计,在第一次流片失败的设计中(),有20%是由于IRdrop引起的。
· 在深亚微米设计中,功耗已成为一个严重的问题。在纳米尺度设计中,漏电流引起的功耗开始占据主要地位。
本章将对上述IC系统设计问题进行讨论。
IC系统组成概述
IC系统是什么?对这个问题,算法设计工程师、架构设计工程师、电路设计工程师、版图设计工程师会给出不同的答案。
算法设计工程师说,IC系统是完成特定功能的硬件。 架构设计工程师说,IC包括控制、运算、存储部分。 电路设计工程师说,这是加法器、乘法器、与非门、运算放大器、开关电容等的搭配。
版图设计工程师说,它是多边形组成的集合。
这些答案都对。如果把它们组合起来,就是一个较为完备的答案。
。在这个系统中,包括如下内容:
· 数字部分(可能包括微处理器、控制电路、数据通路等);
· 模拟部分(可能包括PLL、A/D、RF等);
· 连线;
· I/OPAD;
· 存储器。
下面对各个部分进行简要说明。
数字部分是构成IC系统的主要部分,也是本书讨论的重点。绝大多数数字设计采用同步设计方法,即采用时钟来统一协调系统各部分的运行。同步设计是数字设计的主流,因此本书只讨论同步设计,不涉及异步设计。
同步数字设计可以看作是由组合逻辑和时序单元(寄存器和锁存器)组成的,,数据在时序单元-组合逻辑-时序单元这种结构间一级级地传递下去。
同步设计的组成
与模拟电路不同,不同IC系统,其中的数字部分千差万别,难以进行归类。通常可以将数字部分大致分为数据通路部分与控制部分。数据通路是指乘法器、加法器、有限响应冲激滤波器(FIR)等规则的运算结构,控制部分则是控制管理数据流通的逻辑。
真实的世界是一个模拟的世界。因此,在一个IC系统中,要与外部模拟世界交互,模拟电路必不可少。
。这是一个收发器(transceiver)的示例。它主要由A/D转换器、D/A转换器、时钟恢复电路、时钟生成电路(晶振、锁相环等)等构成。