下载文档原格式
数字集成电路期末大作业题目：基于ESL方法学的SoC设计与验证技术综述系名称：信息工程专业：电子科学与技术班级：一班学号： 6008202261姓名：陈源年月日基于ESL方法学的SoC设计与验证技术综述摘要本文讨论电子系统级(ESL)设计和验证方法学在系统级芯片(SoC)设计中的应用。
随着SoC(System on Chip)系统设计复杂度的不断提高，设计前期在系统级别进行软硬件规划对SoC性能的影响日趋增加，在复杂视频解码SoC设计中迫切需要高效的性能分析和验证平台从架构层次上优化性能。
本文将基于电子系统级计（Electronicystem Level , ESL）仿真方法在SoC软硬件协同设计中的应用,利用ARMSOC-Designer ESL 平台分析软件算法的瓶颈，实现软硬划分。
实践证明利用ESL 进行系统设计不仅可以有效提高仿真速度而且设计的硬件能有效改善系统的性能。
引言随着SoC(System on Chip)系统设计复杂度的不断提高，设计前期在系统级别进行软硬件划分对SoC 各方面性能的影响日趋增加，迫切需要高效快速性能分析和验证平台。
传统的R T L 仿真平台不能提供较快的仿真速度与较大的仿真规模，FPGA 平台则不能提供详细的性能分析指标，而电子系统级设计（Electronic System Level, ESL）方法，不仅提供高速的仿真验证手段还提供详细的性能分析指标，已经成为当今SoC 设计领域最前沿的设计方法，它是能够让SoC 设计工程师以紧密耦合方式开发、优化和验证复杂系统架构和嵌入式软件的一套方法学。
本文讨论电子系统级(ESL)设计和验证方法学在系统级芯片(SoC)设计中的应用。
ESL设计是能够让SoC设计工程师以紧密耦合方式开发、优化和验证复杂系统架构和嵌入式软件的一套方法学，它还提供下游寄存器传输级(RTL)实现的验证基础。
已有许多世界领先的系统和半导体公司采用ESL设计。
基于VMM方法学的系统级软硬件协同仿真验证章林柯;王力;王艳武【摘要】针对一款高性能复杂SoC芯片的设计,提出了一种新的软硬件协同仿真验证方案.通过比较仿真环境中软硬件间通信的各种实现方式,构建了一种新的符合VMM标准的验证平台.同时为加快覆盖率的收敛速度,给出了随机激励约束的优化方法.实践表明,新的约束和仿真方式使覆盖率收敛速度提高数倍,验证效率显著提高.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2011(030)012【总页数】4页(P81-84)【关键词】VMM方法学；软硬件协同验证；验证平台；覆盖率；SoC【作者】章林柯;王力;王艳武【作者单位】海军工程大学振动与噪声研究所，湖北武汉430033;东南大学集成电路学院，江苏南京210096;92601部队，广东湛江524009【正文语种】中文【中图分类】TN402为适应日益复杂的系统芯片SoC(System on Chip)设计，新一代芯片设计和验证语言SystemVerilog应运而生，并在2005年11月被美国电气和电子工程师协会(IEEE)批准为新标准[1]。
在此基础上，Synopsys公司和ARM公司联合推出了VMM验证方法学[2，3]。
运用 VMM方法学提出的规则和标准函数库，可以快速搭建功能强大的验证平台。
通过受约束的随机激励，并以覆盖率为指导，可以快速完成系统功能验证，显著提高验证效率。
文章以实际工程项目为背景，构建了一种符合VMM方法学标准的系统级软硬件协同验证平台。
同时通过对实验数据的分析，提出了用于优化随机激励约束的方法。
1 系统级软硬件协同仿真验证平台一般仿真验证SoC的策略可分为3个步骤：模块验证、集成验证和系统验证[2，4]。
其中系统验证平台中包含处理器CPU或DSP[2]，并且采用软硬件协同验证方法。
因此系统级软硬件验证比其他形式的验证更贴近真实环境，在仿真中可以观察到软硬件运行的所有情况，这样可以快速有效地定位问题并进行系统性能综合分析。
摘要：随着众多领域对soc产品需求量的不断增加，如何缩短开发产品时间、降低开发成本、提高产品质量是soc设计生产领域中关注的问题之一。
传统的方法是将硬件和软件分开，或者简单的软硬件协同开发生产。
在传统的方法中，软硬件协同较多的考虑到底层的具体实现方面，而较少从整体流程的角度考虑设计开发问题；也没有从项目管理角度来理解soc产品生产的问题。
对比传统的方法，本文着重依信息化系统的视角，从项目管理方面，设计流程方面，以及ip核的系统化管理方面讨论了soc协同开发平台的必要性。
关键词：soc；开发平台中图分类号：tn4021 soc协同开发平台背景过去soc产品的开发，是遵循这样的流程：客户提出想要领域的特定功能的芯片，直接告知芯片设计所的领导，由所领导带头进行最常用的芯片层次式设计。
层次式设计方法要完成系统级、功能级、寄存器传输级、门级、电路级、物理级的设计，经历系统描述、功能设计、逻辑设计、电路设计、物理设计、设计验证和芯片制造的流程。
先进行硬件设计，在由算法进行软件设计。
较成本而言，硬件的成本非常地大。
当设计完成后，设计人员自行测试或者专业测试人员测试发现问题进行更改，此时需要花费巨大的人力、物力、财力及时间，而且周期更长。
这样流程进行soc产品的开发，最终的结果是，产品不符合预期，开发时间大大的延后，开发费用大幅度的攀升。
该流程是个效率低下的流程，尤其是在面对高速发展商业的社会中，这样的生产流程是不符合科学发展观的。
比如：对于芯片需求方（客户），几乎全程都对芯片的设计、生产不透明。
对客户来说，就是一个黑盒，不清楚进行到哪一步，不明白为什么又延期，最重要的是，客户拿到的产品还不能满足需求，是一个残次品。
又比如：生产厂商，明明知道生产的产品费时费力，想引入竞争机制来提高效率，提高质量。
但是由于内部多个所之间，配合不好，协同工作有问题，致使产品的效率、质量等依然存在完善的地方。
综上所述，从信息化系统的角度，soc协同开发平台面临如下几个协同方面的问题：（1）内部的ip核的管理缺乏系统化方法的问题。
探析SOC设计验证方法1、引言在片上系统的设计与实现中，验证这一环节日益重要，整个过程中花在验证的时间比重越来越大，主要原因在于随着SOC 芯片复杂度的提高，验证的规模也成指数级的增加。
系统芯片的时代已经到来，在RTL级硬件设计的抽象层次上已经无法应付数以百万和千万门系统的设计和验证。
据统计，两年来，一次投片成功率已经由50%降低到39%。
不能一次成功的设计必须再投入几个月的设计验证时间和数十万美元的费用。
这种风险已经变得不可接受了。
因此设计验证出现了所谓的“验证危机”[2]。
功能验证已经成为集成电路设计和开发的瓶颈，这就使得验证的方法逐渐受到业界人士的高度重视。
工程师们在设计时不可能考虑到万无一失，所以很多系统行为是不能紧紧通过测试文件就能保证系统功能的正确性。
2、SOC验证的特点片上系统(SoC)是一种建构技术，主要由处理器(MCU)以及一些外围设备如UART，MAC，控制器等构成，系统结构图如图1。
SoC的验证和ASIC的验证工作有很多相同地方：首先都要进行模拟，检查设计是否符合规则，使用各种方法对芯片进行测试。
但是，SOC的验证又比较特殊，存在一些特殊挑战。
2.1 整合验证SoC的首要重点就是检查各种元件之间的整合程度，这里隐含的基本假设就是每一部件都已经完成自我检查。
2.2.软硬件协同验证处理器中运行的软件必须和硬件部分产生关联才能进行验证。
或者我们应该把软硬件当作一个完整的测试中元件(Device Under Test),对涉及软硬件结合状态的方案进行测试。
所以我们要找到一种方法来检验我们编写的测试，以及在涵盖的测试范围中，软硬件之间的关联性。
2.3.IP核复用对于可重用的IP核要建立可重用的验证元件。
建立可重用的验证元件，会遇到重大挑战，但同时也会因此而获得更大利益。
SoC代表的是一类极其复杂的系统。
一个典型的SoC需要一个或多个微处理器，还需要一些其他部件，如DSP、Memory等。
基于SystemC和SystemVerilog的联合仿真平台设计卢艳君【摘要】采用SystemC建模高抽象级模型、SystemVerilog进行验证工作,是解决验证工作量随着SoC复杂度提高而增加问题的有效手段.为了实现两种语言的联合仿真,提出了一种基于SystemC和SystemVerilog的联合仿真平台的实现,平台采用UVM验证方法学,采用标准化的组件结构与TLM通信方案,采用官方的UVMC库解决了SystemC与SystemVerilog之间的数据通讯问题,能够产生定向或约束性的随机激励.实际在UVM验证平台中完成对于AHB主设备接口的验证,结果显示,所设计的平台可以行之有效地实现联合仿真.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2017(000)027【总页数】3页(P16-18)【关键词】SystemVerilog;SystemC;UVMC;联合仿真【作者】卢艳君【作者单位】广州民航职业技术学院,广东广州 510403【正文语种】中文随着SoC技术的不断发展，设计的复杂程度不断提高，并且新型的IP核设计流程、软件件协同仿真等机制的出现，使得IC的验证复杂度大大增加，验证已经占用整个IC开发流程的70%左右[1]。
针对IC行业发展的问题，新型的硬件描述与验证语言得以应用，使用SystemC语言进行硬件建模，同时基于SystemVerilog进行验证工作的方案越来越流行，其中SystemC可以提供事务级、高抽象度的建模方法，而应用SystemVerilog可以利用灵活的机制以及强大的进行规范而全面的验证，各自具有其独有的特点，两种语言二者结合起来，可以提高效率，缩短开发时间、增强验证效果。
然而，两种语言之间存在数据以及控制通信的障碍，因此如何解决二者的适配问题至关重要。
针对这一问题，本文提出了一种基于UVMC的联合仿真平台实现，能够很好的解决两者的适配问题。
SystemVerilog与SystemC之间适配的实现，其根本是缘于硬件描述语言（HDL，Hardware Description Language）与软/硬件协同设计语言（S/HCD，Software/Hardware Co-Design）之间的语法等效性。
基于VMM的高效SOC测试平台设计摘要随着科技信息相关技术的不断发现，对于集成电路的相关应用得到了前所未有的重视，对于设计方面的需求也不断的增强。
集成电路的设计逐渐形成了不断复杂的发展趋势。
因此，对复杂集成电路设计进行高效的验证的研究具有重要的理论意义和现实意义。
鉴于此，本文选择集成电路的高效验证领域为研究对象，针对相关问题进行了分析与探讨。
文章首先分析了对于验证相关研究的重要意义，然后阐述了VMM验证方法的基本原理，最好分析了芯片系统级验证方案、介绍了验证环境的总体架构。
希望本文的研究能够为基于VMM的高效SOC 测试平台设计提供一些思路，同时对于相关领域的其他研究也能起到抛砖引玉的作用。
关键词VMM；SOC测试平台；验证中图分类号TN402 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)061-0234-01作为整个IC设计和生产过程中一个重要组成部分也是关键环节之一而言——验证（verification）具有特殊重要的意义和作用。
这种特殊的作用就是高效的验证（verification）可以确保整个项目的顺利实施，同时可以有效的控制风险，也有利于缩短整个项目的周期。
验证的过程就是发现问题、解决问题的过程。
只有及时的发现问题，才不会给后续的工作带来麻烦和不必要的相关损失。
从目前国内外的相关研究成果和实践经验上来看，对于集成电路的整个开发过程而言，验证多数情况下要经历两轮。
这两轮主要是：第一轮是针对芯片设计过程而进行的相关验证，在这一个轮次中验证的目的是要对工艺流程进行适当的控制，从而全面的发现设计的错误，对后续工作起到保障的作用。
第二轮是针对产品封装以后而进行的相关验证检验，在这一个轮次中验证的目的是要对产品的成品率进行必要的保障和支持。
即便是有以上两个轮次的验证作为保障，在实践过程中的一些问题还是会出现，相关的统计表明产品失效的比例仍然高达百分之一到百分之五之间。
这样的话这些不合格的产品必然会给我们的相关生产带来相关的风险，甚至是不可想象的“毁灭性灾难”。
