SOC系统中可重用IP核SOL的设计和验证

摘要

芯片制造技术一日千里的发展势头为电子产品的升级换代提供了巨大的推动力，电子产品的升级换代速度明显加快。然而，虽然硅片制造工艺技术不断地取得突破，技术进步大大加速，但设计重用和设计自动化技术的进展还是相对落后，这使得设计能力远落后于制造能力。在设计过程中，为提高设计效率，缩短设计的周期，把许多个现成的IP核整合起来的方法被越来越多地采用。本课题研究的目的和意义在于通过对SOL模块的设计和验证工作，从而对通用性IP核的设计和验证有个直观的理解，获得相应的技能和经验，达到在实际应用中能正确地设计和验证相关芯片的目的。
　　在这篇论文中，我们回顾了SOC设计历程和系统设计方法论及可重用IP核，讨论了SOC设计和验证方面的关键技术和相应的片上系统的总线；从可重用的IP核设计方法入手，按照可重用性设计方法并结合项目产品的实际需要，开发了SOL模块中的HOST端的符合LPC总线读写规范的UART，并将此UART与APB总线侧的UART互连，共同组成SOL模块；在实际设计工作过程中，总结了面向可综合的Verilog HDL语言的编码风格，以及一个成熟的IP所需具备的共同特征；根据SOL模块的应用特点，建立了基于VMM的System Verilog验证环境，对其功能和应用环境进行了完善的验证，从而保证了其功能的正确性以及重用的可靠性。
　　IP核的可重用性体现了课题的研究意义。经过验证的SOL模块IP核可以应用在类似应用场景的芯片中，能加快项目的整体开发进度。

目录

SOC系统中可重用IP核SOL的设计和验证

THE DESIGN AND VERIFICATION OFSOL AS IP CORE IN SOC SYSTEM

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 本课题研究的目的及意义

1.3 国内外相关技术发展现状

1.3.1 IC产业与摩尔定律

1.3.2 SOC设计历程与研究现状

1.3.3 SOC系统设计方法论及IP核

1.3.4 国内SOC研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 片上系统总线协议分析

2.1 引言

2.2 AMBA总线介绍

2.2.1 AHB总线协议

2.2.2 ASB总线协议

2.2.3 APB总线协议

2.3 本章小结

第3章 IP核SOL的设计

3.1 引言

3.2 异步串行通信简介

3.2.1 串口标准概述

3.2.2 异步数据帧格式及接收处理

3.3 SOL的功能结构

3.3.1 自动流量控制

3.3.2 常用寄存器

3.3.3 中断方式

3.3.4 波特率发生器

3.4 SOL各模块的设计实现

3.4.1 UART_LPC_IF模块

3.4.2 UART_HOSTREG模块

3.4.3 FREQ_DIV模块

3.4.4 UART_TX模块

3.4.5 UART_RX模块

3.4.6 UART_RST模块

3.4.7 APB_REG模块

3.4.8 MODE_CONFIG模块

3.5 SOL设计要点总结

3.5.1 面向综合的设计方法

3.5.2 有限状态机的设计方法

3.6 本章小结

第4章 IP核SOL的验证

4.1 引言

4.2 验证环境的构建

4.2.1 验证环境

4.2.2 LPC BFM的设计

4.2.3 Command的设计

4.3 SOL仿真结果分析

4.4 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢