来源：《电子产品世界》

     摘要：本文描述了soc设计的概念、soc设计的关键技术以及与之相关的pbd（platform based design,基于平台的设计）设计概念。

     关键词：soc

     pbd 系统芯片

    集成电路设计从asic到soc

     从目前电子工业的发展来看，随着深亚微米（0.18～0.25μm）集成电路制造工艺的普及，大量的逻辑功能都可以通过单一芯片实现。同时一些消费类电子系统如：第三代移动通信、高汪晰度电视、bluetooth等产品都要求进行百万门级的ic设计。这些系统的设计要求设计时间、产品投放市场的时间（ttm：time-to-market）尽可能短，同时，还要求开发过程有一定的可预测性、产品制造的风险尽量小、产品质量尽可能高。在这种情况下，传统的以元件库（cell library）为基础的asic设计方法已跟不上设计的需要，于是一种新的设计概念——soc产生了。

     soc即系统芯片，是一种专门用来描述高集成器件的术语，也称为“system chip”、“system-on-a-chip”、“system-lsi”、“system-asic”、“sli（system level integration）”等。soc将系统的主要功能综合到一块或一组芯片中，本质上是在做一种复杂的ic设计。用soc设计电路的复杂程序一般要超过10万门。设计百万门测验的集成电路如果采用传统asic的top-down（自顶向下）设计方法。无论从eda设计工具的开发，还是从ttm的角度都将遇到麻烦。这使得越来越多的系统级设计都转向soc，即在芯片上用若干个大型的模块来搭建一个复杂的系统。一般来说，在soc中的宏模块至少包含一个可编程处理器（programmable processor）芯核和一个片上存储器（on-chip memory），其它硬件模块包括cpu core、dsp core、signal processing和protocol control模块以及analog模块等。将这些宏模块组装一块芯片上，然后做它们之间的布局和布线（p&g），这样才有可能使设计满足ttm的要求。

     设计方法学发展的进程与pbd的产生

     首先探讨一下设计方法学的进展。当我们把设计看成是设计者根据设计规范用软件搭接已有的不同模块时，那么早期设计者所使用基础模块是晶体管（transistor based design）。在这一阶段，设计者关心的焦点是如何减小芯片面积，所以这一阶段的设计也称之为按面积驱动的设计——add（area driving design）。随着设计方法的改进，出现了以门级模块为基础的设计（gate based design）。随着设计复杂度的加深，在考虑芯片面积的同时，更多关注门级模块之间的延时。这种设计被称为时间驱动的设计——tdd(time driving design)。90年代以后的芯片集成度进一步提高，十万门以上超大规模集成电路的设计增加了开发的复杂度，同时产品投放市场的时间要求越来越短，ttm成为开发时重点考虑的问题，这样以门级模块为基础的设计不能适应ic生产的需要。同时，大量的宏模块的出现，使设计工作无需从最底层做起。已经开发出的宏模块就是通用的ip产品，这些ip产品的重有以在很大程度上减轻我们设计的复杂度和设计所需要的时间。这种以ip模块为基础的设计称为bbd （block based design）设计。

     我们现在正处于bbd设计阶段，bbd与以vc为基础的soc设计相对应。bbd设计取决于我们应用vc单元的能力，以及在dsm（deep submicron）设备上对设计进行固化的能力。在应用bbd方法进行设计的过程中，逐渐产生了另一个难题，这就是在开发完一个产生后，如何能尽快的开发出其系列产品。这种需求驱动一种新的设计方法——pbd的概念产生。我们现在正朝着以pbd为基础的soc设计过渡。

     pbd是一种以平台为基础的设计。在这种设计方法中，“硬件核心”（hard