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芯片設計

知識更新时间:2024-11-25 11:36:40

　　實現。首先是要實現功能，方式一般采用HDL描述，如verilog，VHDL。當然對于小規模電路也可以采用電路圖輸入的方式。

　　驗證。得保證電路功能的正确性，也叫驗證，可以通過軟件仿真，硬件仿真等方式實現。軟件仿真一般比較直觀，方便調試，因為每一時刻的狀态都可以看到，這好比調試軟件程序。硬件仿真一般就是指FPGA驗證，就是把電路用FPGA實現，然後去跑，這個的好處就是速度很快，譬如一個視頻解碼核，解一幀圖像出來，軟件仿真就算用最好的服務器，也得跑上多少秒，但是在FPGA中實現的話，基本就是多少毫秒了。這對于一個需要大規模驗證的電路來說，是必不可少的。前面兩步對于數字IP來說，ASIC和FPGA基本一緻，除非一些實現技巧的差别。

　　綜合。在你描述的電路正确性得到确保之後，你就要實現它，就是要把你寫的那些代碼變成實實在在的電路，如寄存器還是與非門，這個過程就叫綜合。由于電路規模日益複雜，一般最基本的電路就被做成了cell，如寄存器，與非門，就不會再細化到用三極管怎麼去搭的問題了。這一步對于FPGA和ASIC來說就是最小的那個單元不一樣。FPGA是做好的電路，一般顧及通用性和效能，基本電路單元就做得比較大，如LUT，就是由寄存器和與非門構成，你可能隻用了其中一個與門，但是還會占用這麼一個單元。對于ASIC來說，兩輸入的與非門，就是一個簡單的門電路，甚至為了區分驅動能力和時序特性差異，還分了好幾個等級，有的面積小，有的驅動能力強。總的來說這一步就是工具把你的描述變成基于庫的電路描述。

　　擺放。你得到基于庫的電路描述之後，就要考慮這些單元怎麼擺放的問題，這叫布局布線。FPGA的話連線資源有限，所以需要不斷地調整，在保證時序要求的情況下，把你的電路映射到其固定的資源分布圖中間。ASIC的話一般是根據周邊電路需求，時序要求，把你的電路放到芯片的某個位置。在擺好之後還得考慮連線是否能通，各級延時是否能滿足電路的建立和保持時間要求等等。

　　輸出。FPGA就是輸出一個配置文件，告訴FPGA芯片該怎麼樣去配置其電路，使其實現預期功能。該文件可以在FPGA上電之後再由PC下載進去，也可以保存在Flash裡，電路上電之後自動配置。ASIC就是輸出一個版圖文件，告訴代工廠該怎麼去腐蝕矽片，該怎麼連金屬等等。當然在這過程中間會有各種各樣的輔助步驟。總的來說都是為了确保你設計的電路正确及正确實現你的電路。

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