集成電路IP質(zhì)量管理與度量：軟件工程角度的研究.pdf

1、科學(xué)理論的不斷突破將工程技術(shù)帶到一個(gè)又一個(gè)新的高度，而工程技術(shù)的成功應(yīng)用則離不開工程學(xué)的指導(dǎo)。在計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)有計(jì)算機(jī)工程和軟件工程，生物技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)有生物工程和遺傳工程。但是作為軟件產(chǎn)業(yè)的第一近鄰，集成電路產(chǎn)業(yè)至今沒有獨(dú)立的工程學(xué)。
　　 集成電路制造技術(shù)的發(fā)展速度是任何其他技術(shù)領(lǐng)域所罕見的，給集成電路的設(shè)計(jì)能力帶來了持久的巨大壓力。半個(gè)世紀(jì)以來，人們?yōu)樘岣咴O(shè)計(jì)能力不懈地努力著，包括電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具（EDA）、設(shè)計(jì)方法學(xué)、硬

2、件描述語言（HDL）等，但至今沒有系統(tǒng)的工程學(xué)研究。本文嘗試借鑒軟件工程學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn)，探討建立集成電路工程學(xué)的可能性，提出了以軟件工程學(xué)為參考系的集成電路工程學(xué)研究方法。在具體研究內(nèi)容上，以軟件過程管理與質(zhì)量度量方法學(xué)為參考，以全面質(zhì)量管理理念為核心，將質(zhì)量模型、質(zhì)量度量和質(zhì)量改進(jìn)方法等工程技術(shù)應(yīng)用于集成電路IP的設(shè)計(jì)流程與評測過程中。
　　 本文的主要工作和取得的主要成果如下：
　　 1.首次從工程學(xué)角度研究了集成電路

3、設(shè)計(jì)能力間距，系統(tǒng)地概述了集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域與軟件工程之間存在的技術(shù)轉(zhuǎn)移，從工程管理層面上給出了集成電路工程學(xué)研究的基本方法；
　　 2.在集成電路工程學(xué)框架內(nèi)，論文對集成電路IP質(zhì)量管理過程進(jìn)行了深入的研究。提出了集成電路IP質(zhì)量的兩級(jí)定義。將軟件測量和度量理論模型移植到集成電路IP領(lǐng)域，首次提出了包括五類質(zhì)量活動(dòng)在內(nèi)的集成電路IP質(zhì)量管理系統(tǒng)，為控制和改進(jìn)集成電路IP質(zhì)量提供了理論指導(dǎo)。以質(zhì)量活動(dòng)定義為線索，對現(xiàn)有研究進(jìn)行了系

4、統(tǒng)分類及綜述；
　　 3.基于軟件質(zhì)量定義模型結(jié)構(gòu)，提出一個(gè)適用于集成電路IP質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)定義的質(zhì)量模型。首次提出了IP質(zhì)量模型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)方法，在此基礎(chǔ)上研究了基于Web的質(zhì)量認(rèn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程；
　　 4.定義了集成電路IP的黑盒評測過程，在對軟件組件工程深入研究的基礎(chǔ)上，將其組件評測的理論和方法應(yīng)用在集成電路IP黑盒評測過程中。實(shí)現(xiàn)了基于可交付項(xiàng)的IP質(zhì)量評測框架，首次提出使用層次分析法來改進(jìn)IP質(zhì)量評測中數(shù)據(jù)處理過

5、程的思想，改進(jìn)后的數(shù)據(jù)分析方法在結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性方面有了較大改善；
　　 5.定義了一組反映設(shè)計(jì)質(zhì)量的度量，提出了設(shè)計(jì)質(zhì)量控制策略概念。首次提出并定義了基于XML Schema的標(biāo)準(zhǔn)化度量數(shù)據(jù)描述格式，并以該數(shù)據(jù)格式為核心，實(shí)現(xiàn)了在設(shè)計(jì)流程中自動(dòng)化收集與分析度量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)，在不同平臺(tái)下的實(shí)驗(yàn)表明該系統(tǒng)具備較強(qiáng)的擴(kuò)展性和可用性；
　　 6.首次將軟件重構(gòu)技術(shù)用于集成電路IP質(zhì)量改進(jìn)活動(dòng)中。參考軟件重構(gòu)過程定義了一個(gè)

6、規(guī)范化的集成電路IP質(zhì)量改進(jìn)流程。以硬件描述語言為目標(biāo)，定義了硬件代碼基本重構(gòu)操作，并將其應(yīng)用于硬件微架構(gòu)改進(jìn)過程中。最后以超寬帶無線通信系統(tǒng)中的Viterbi解碼器為例，對重構(gòu)方法的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了研究和分析。
　　 論文建立的IP質(zhì)量評測系統(tǒng)和度量程序正在應(yīng)用于國家集成電路公共服務(wù)平臺(tái)，論文提出的數(shù)據(jù)描述標(biāo)準(zhǔn)等項(xiàng)內(nèi)容目前正在“工信部集成電路IP標(biāo)準(zhǔn)工作組”-“國家集成電路公共服務(wù)平臺(tái)”-“IEEE-QIP質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)工作組”的框架