k8凯发(中国)天生赢家·一触即发

　　本文从数字芯片设计项目技术总监的角度出发ღ★，介绍了如何将芯片的产品定义与设计和验证规划进行结合ღ★，详细讲述了在上使用IP核来开发ASIC原型项目时ღ★，必须认真考虑的一些问题k8凯发国际官网ღ★。ღ★。文章从介绍使用预先定制功能即IP核的必要性开始ღ★，通过阐述开发ASIC原型设计时需要考虑到的IP核相关因素凯发k8国际appღ★，用八个重要主题详细分享了利用ASIC所用IP来在

　　本篇文章是SmartDV数字芯片设计经验分享系列文章的第一篇ღ★，作为全球领先的验证解决方案和设计IP提供商ღ★，SmartDV的产品研发及工程应用团队具有丰富的设计和验证经验ღ★。在国产大容量FPGA新品不断面市的今天ღ★，SmartDV及其中国全资子公司“智权半导体”愿意与国内FPGA芯片开发商合作ღ★，共同为国内数字芯片设计公司开发基于本地FPGA的验证与设计平台我保证不c进去txt御宅屋ღ★。

　　半导体IP核提供商支持复杂的ASIC项目ღ★，其中一些项目在时钟速度ღ★、片芯面积占用ღ★、功耗ღ★、可靠性我保证不c进去txt御宅屋ღ★、功能安全和可重用性方面有极高的要求ღ★，所有这一切都带来了对半导体IP这种预先定制的电路部件的很高期望ღ★。一旦有人决定自己不去开发某项功能ღ★，而是通过合作伙伴获得该功能ღ★，都会将购买该组件的功能视为必然结果ღ★。如果所使用的IP核来自诸如SmartDV这类信誉良好的供应商ღ★，该过程将顺利进行K8天生赢家一触发ღ★，ღ★。

　　由于同一IP核的最终应用领域可能完全不同ღ★，因此IP核提供商必须将所有可能的应用领域考虑在内ღ★，以避免让客户失望凯发国际k8官网登录手机ღ★，ღ★。例如像MIPI CSI-2接收器/发射器IP或USB接口这样的预定制功能ღ★，在用于一款已经被销售数百万次的消费性产品中时ღ★，它的要求就与该功能被用于数量有限的喷气战斗机这样的“热点领域”有所不同我保证不c进去txt御宅屋ღ★。

　　对一位用户来说ღ★，成功的产品定义可能是片芯面积的缩小ღ★。而对另一位用户来说ღ★，它也可能意味着即使在恶劣的运行条件下我保证不c进去txt御宅屋ღ★，也可以实现最低的功耗或最高的可靠性ღ★。在大多数情况下ღ★，还有另外一个关键点需要考虑ღ★。IP核不仅应该只在ASIC上“实现功能”ღ★，而且还可用作基于FPGA的原型设计的一部分ღ★。众所周知ღ★，在开发ASIC的过程中需要非常谨慎ღ★，但遗憾的是ღ★，我们常常低估了FPGA也需要非常特别的关注ღ★，并且还有其独特的集成方式ღ★。

　　坦率地来讲ღ★，将ASIC IP核移植到FPGA中并不是一件容易的任务ღ★，但如果这个过程有条不紊ღ★，成功是可以实现的ღ★！本文全面讲述了将ASIC IP核移植到FPGA中时必须考虑到的所有要点ღ★，并通过使用SmartDV的USB3.2 Gen2x1 Device IP实例来进一步说明这些要点ღ★。

　　● 将ASIC IP移植到FPGA中时ღ★，需要考虑的相关因素包括在需求ღ★、性能ღ★、时钟凯发国际官网ღ★、功能等方面的差异凯发k8国际appღ★。

　　● 最佳的芯片设计解决方案是用FPGA来作为原型工具ღ★，以及它和经过流片验证的IP核的结合k8凯发(中国)官方网站ღ★，以保证正确无误地实现设计ღ★。

　　● 无论目标是ASIC还是FPGAღ★，快速且成功完成项目的一个关键因素是涉及该项目的专家团队的经验水平ღ★，因此选择一个可靠的IP合作伙伴也是设计团队取得成功的又一关键ღ★！

　　集成电路设计团队的最终目标是能够更快速地交付一款有效用的最终产品凯发官网入口首页ღ★，以便于不错过更早进入市场的机会ღ★，并确保在竞争对手面前建立自己的竞争优势凯发k8国际appღ★。多年来ღ★，使用IP核一直是最大限度地缩短复杂电路的开发时间我保证不c进去txt御宅屋ღ★，以及减少验证电路组件所需工作量的一种通用方法ღ★。

　　使用预先定制的电路组件消除了“重新创造轮子”的需要ღ★，但是IP核需要能够在提高可靠性和避免错误这两个方面之外提供额外的优势ღ★，因为它们（通常）已经被其他工程师们部署在其项目中ღ★。一段时间以来ღ★，业内已经用了一个恰当的术语“左移”来描述这一现象ღ★，即在产品生命周期的早期阶段就执行测试ღ★。从产品规格的创建到ASIC模块设计的流片ღ★，时间窗口在整个时间轴上都朝着项目开始的方向移动K8凯发VIP入口ღ★。ღ★。

　　同样ღ★，在设计过程中使用FPGA早已被确立为一种标准方法ღ★，以便能够在可提供ASIC之前就对数字电路进行测试ღ★。这个理念导致了使用一个现成可用的ღ★、可重新编程或可重新配置的FPGA硬件组件来以实时速度运行设计ღ★，以在设计流程的早期阶段检测出错误ღ★。

　　与最终的ASIC相比ღ★，FPGA绝不是成本低廉的解决方案ღ★，但它可为设计团队带来实实在在的价值ღ★，从而支持设计团队去有效地发现在电路创建过程中已经产生的错误ღ★，这些错误无法通过仿真或其他基于软件的验证方法检测到ღ★。通过扩展ღ★，它还支持在验证过程中发现和消除缺陷ღ★。

　　此外ღ★，在ASIC芯片开始供货之前ღ★，通常希望有一个可用的功能平台ღ★，以便能够在开发硬件的同时ღ★，去实现和测试运行所需的软件和固件ღ★。因此我保证不c进去txt御宅屋ღ★，可以安全地假设IP核的使用和FPGA的使用都是经过验证的电路实现和验证方法ღ★，其应用不会造成任何困难凯发k8国际appღ★。然而ღ★，实际设计过程也经常是“细节决定成败”ღ★。

　　实际上ღ★，提供一款IP并将其无缝地用于ASIC和FPGA是一项极具挑战性的任务ღ★。在本节中ღ★，我们将讨论在考虑原型设计任务时就开始出现的最普遍的问题ღ★。

　　图1 在电路设计中嵌入IP核经常被误解为与搭乐高®积木的原理相同ღ★，其中的道理就是简单地组装预先定制的构建模块——然而在实际工作中ღ★，这只说出了事实的一半

　　认为只需要将打算实例化的IP模块和集成该模块的实例之间的物理接口进行匹配就行的这种理念就是不现实的ღ★。为了能够成功地集成预先定制的电路功能ღ★，需要考虑更多的问题ღ★。

　　事实上ღ★，嵌入IP核远非易事ღ★！有各种各样的参数可能需要调整ღ★：例如ღ★，必须确保时钟信号与频率匹配ღ★，还必须特别注意复位的分布规律ღ★。输入和输出信号必须与电路的其余部分同步ღ★；甚至可能需要应用带有延迟的时钟和数据信号ღ★。IP核的集成也改变了整个系统的延迟ღ★，额外的功能也影响电路的时序行为ღ★，逻辑门利用以及诸如存储单元的使用等等ღ★。

　　事实是一款IP核必须为不同的目标架构提供相同的功能——例如ღ★，来自不同制造商的ASIC和FPGA产品ღ★，它们具有不同的工艺节点和结构ღ★，这给功能实现的质量提出了特殊挑战ღ★；同时ღ★，也对IP供应商用于验证和物理确认电路功能的方法提出了特殊挑战ღ★。

　　通常ღ★，与基于FPGA的原型设计相比ღ★，在ASIC设计的后期会提出各种不同的要求ღ★。例如ღ★，除了提供实际的电路功能之外ღ★，ASIC规范的主要关注点可以是降低功耗ღ★，也可能是占用最小的片芯面积ღ★，甚至是实现最高的时钟频率ღ★。此外ღ★，必须提供测试结构方案来支持功能测试ღ★，重点是能识别已流片的ASIC的物理缺陷ღ★。

　　● 片芯面积占用（使用逻辑门数量）在原型设计中扮演着次要的角色ღ★。当然凯发k8国际appღ★，我们希望所使用的FPGA器件的复杂度越低越好ღ★，这样原型的性价比更高且可减少总体支出ღ★。然而ღ★，在许多情况下ღ★，从一开始就有一个“尽可能大”的可重构的模块是非常明智的ღ★，这样就能够覆盖可能导致面积占用量增加的电路变化ღ★，而不需要在原型设计进行期间将FPGA器件切换到更复杂的FPGAღ★。切换很可能需要重新设计ღ★，或者在使用预先定制的FPGA开发板的情况下ღ★，重新购买一个基于FPGA的原型验证平台凯发k8国际appღ★。

　　● 功耗对于一个目标仅为实现单一功能的原型设计来说根本不重要ღ★，但是开发人员也期望部署专为ASIC降低功耗开发的方法ღ★，并将其包含在原型设计中则可能是明智的做法ღ★。关于该话题的更详细的讨论凯发k8国际appღ★，可以在接下来的主题8的答案下找到ღ★：我们还应该牢记什么？

　　● ASIC RTL可能包含测试结构ღ★，以实现数字部件的大规模量产测试我保证不c进去txt御宅屋ღ★，目的是找出有缺陷的单元ღ★。为了支持相关的测试凯发k8国际appღ★，需要实现测试结构ღ★。然而ღ★，这些类型的测试结构通常不在FPGA中实现ღ★，因为根本不需要它们ღ★。FPGA组件已经经过了充分的测试ღ★。

　　本系列文章的目标是全面分享如何利用ASIC IP来实现完美的FPGA验证原型的经验ღ★，本篇在讲述了如何了解ASIC IP与FPGA验证原型的区别并提前做相应规划之后ღ★，还将详细介绍与之相关的另外七大主题ღ★。下一篇将介绍使用FPGA进行原型设计时会立即想到哪些基本概念？在将专为ASIC技术而设计的IP核移植到FPGA架构上时通常会遇到哪些困难？以及为了支持基于FPGA的原型ღ★，通常需要对ASIC IP核进行哪些更改？欢迎关注SmartDV全资子公司“智权半导体”微信公众号继续阅读ღ★。

　　Sunil Kumar是SmartDV的FPGA设计总监ღ★。作为一名经验丰富的超大规模集成电路（VLSI）设计专业人士ღ★，Sunil在基于FPGA的ASIC原型设计（包括FPGA设计ღ★、逻辑综合ღ★、静态时序分析和时序收敛）和高速电路板设计（包括PCB布局和布线ღ★、信号完整性分析ღ★、电路板启动和测试）等方面拥有丰富的专业知识ღ★。在2022年加入SmartDV团队之前ღ★，Sunil在L&T Technology Services Limited担任过项目经理和项目负责人职位ღ★。Sunil在印度工作ღ★。