摘要：在介绍嵌入式SoC IC概念的基础上，介绍基于重用（re-use）的SoC IC设计方法和流程，涉及满足时序要求、版图设计流程和测试设计的问题，并给出设计计划考虑项目。

    关键词：嵌入式系统 SoC 重用

一、系统集成芯片（SoC）是IC设计的发展趋势

（1）随着微电子技术和半导体工业的不断创新和发展，超大规模集成电路和集成度和工艺水平不断提高，深亚微米（deep-submicron）工艺，如0.18μm、0.13μm已经走向成熟，使得在一个芯片上完成系统级的集成已成为可能。

（2）各种电子系统出于降低成本、减少体积的要求，对系统集成提出了更高的要求。

（3）高性能的EDA工具得到长足发展，其自动化和智能化程度不断提高，为嵌入式系统设计提供了功能强大的开发集成环境。

（4）计算机硬件平台性能大幅度提高，使得很复杂的算法和方便的图形界面得以实现，为复杂的SoC设计提供了物理基础。

二、何为嵌入式SoC IC

SoC(System on Chip)是指集系统性能于一块芯片上的系统级芯片。它通常含有一个微处理器核（CPU），有时再增加一个或多个DSP核，以及多个或几十个的外围特殊功能模块和一定规模的存储器（RAM、ROM）等。嵌入式SoC更是针对应用所需的性能，将其设计在芯片上而成为系统操作芯片。芯片的规模常常可以达到数百万门甚至上千万门以上，所以嵌入式SoC是满足应用的系统级的集成电路产生，一方面要满足复杂的系统性能的需要，另一方面也要满足市场上日新月异的对新产品的需求，因此嵌入式SoC的设计也代替了高科技的设计方法和程序。只有在不断地发展优化下，嵌入式SoC才能提供设计周期短而性能优异的产品。因此，要掌握嵌入式系统芯片的设计，就要了解其设计方法和流程。

三、嵌入式SoC IC的设计方法和流程

在介绍SoC IC的设计流程之前，先介绍一下“重用”的概念。

“重用”（re-use）指的是在设计新产品时采用已有的各种功能模块，即使进行修改也是非常有限的，这样，可以减少设计人力和风险，缩短设计周期，确保优良品质。

SoC IC的设计原则，就是尽可能重用各种功能模块并集成为所需的系统级芯片。读到设计重用，必须对重用时需要考虑的因素作一些说明。首先，重用的功能模块要有详尽的说明书，对模块的功能和适用范围以及芯片集成时的总线接口进行说明。其次，要提供该模块过去已实现的生产工艺。第三，要提供用于测试该模块的测试程序及测试平台。最后，也是最重要的，就是模块的设计内核。通常提供的设计分为“软模块”和“硬模块”两种。“软模块”只提供RTL语言描述，可以用EDA综合工具产生电路。它的优点是比较灵活，可以根据不同的生产工艺产生对应的电路。“硬模块”提供的是已经完成的电路物理设计（physical design），也就是版图的设计（layout）。它的缺点是一旦生产工艺改变就不能够再使用了，即使是在采用同样生产工艺的情况下，由于模块的物理尺寸已经确定因而也影响了布局（floor-plan）的灵活性；它的优点是在设计采用同样生产工艺的产品并且其物理尺寸不影响芯片布局的情况下，能够直接采用，不用重新设计。由于半导体工艺发展极快，通常重用“软模块”比较多。

目前，在欧洲和北美已经在产业界形成了基于IP（Interllectual Property）总线模块的重用标准，对于重用的各个因素都有明确的规定。我国的IC设计产业正在迅速发展，应该尽快建立自己的重用标