面向音視頻解碼的SoC平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著集成電路制造工藝特征尺寸的不斷變小，芯片的集成度呈指數(shù)增長(zhǎng)。為降低產(chǎn)品成本，設(shè)計(jì)者在芯片上集成包括處理器、存儲(chǔ)器、特殊功能模塊、以及模擬器件等幾乎所有的系統(tǒng)功能，這種高度集成的系統(tǒng)級(jí)芯片稱為片上系統(tǒng)(SoC)。SoC設(shè)計(jì)的高難度、高成本使設(shè)計(jì)者都面臨這樣的挑戰(zhàn)：怎樣在更小芯片尺寸上，以更低的功耗、更短的時(shí)間設(shè)計(jì)出功能更強(qiáng)大的芯片。然而，芯片的設(shè)計(jì)能力無(wú)法跟上以摩爾定律進(jìn)步的生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)能力和生成能力之間存在的差異稱為設(shè)計(jì)鴻溝(de

2、sign gap)，這種狀況推動(dòng)設(shè)計(jì)者尋求更好的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。本文的主要包括3方面內(nèi)容：集成電路設(shè)計(jì)方法學(xué)、SoC設(shè)計(jì)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)及其在多媒體處理上的應(yīng)用。 可重用設(shè)計(jì)和面向應(yīng)用的設(shè)計(jì)是兩種最重要的SoC設(shè)計(jì)方法。片上系統(tǒng)集成數(shù)目眾多的功能模塊，使用已有的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的IP模塊能有效的控制設(shè)計(jì)成本、縮短設(shè)計(jì)周期并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量?？芍赜迷O(shè)計(jì)方法貫穿SoC從設(shè)計(jì)規(guī)范制訂到芯片流片整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，可重用設(shè)計(jì)原則保證IP模塊在SoC設(shè)計(jì)中被

3、有效重用，是復(fù)雜SoC需要遵守的設(shè)計(jì)原則。SoC與特定應(yīng)用領(lǐng)域密切相關(guān)，是更高層次的ASIC。面向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)快速系統(tǒng)建模和軟/硬件協(xié)同仿真，從而進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)探索和優(yōu)化，保證設(shè)計(jì)收斂。 SoC系統(tǒng)中的IP根據(jù)與應(yīng)用的相關(guān)性可分成通用部分和專用部分，基于平臺(tái)的設(shè)計(jì)將通用部分組成設(shè)計(jì)平臺(tái)，為該平臺(tái)擴(kuò)展應(yīng)用相關(guān)部分構(gòu)成目標(biāo)系統(tǒng)?；谄脚_(tái)的設(shè)計(jì)是一種IP復(fù)用策略，僅通過(guò)為平臺(tái)添加幾個(gè)專用IP組件就能快速實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，最大程度減小驗(yàn)證的不確

4、定性，降低了設(shè)計(jì)成本和風(fēng)險(xiǎn)。通用部分包括處理器、通用接口、以及片上互連等。本文描述了SoC設(shè)計(jì)平臺(tái)的核心部件，包括CK510 RISC處理器和Spock DSP處理器的體系結(jié)構(gòu)，并提出了種高性能的片上互連方式XRAIL多通道總線和XRING片上通信網(wǎng)絡(luò)。 多媒體應(yīng)用已成為當(dāng)前最熱門(mén)的研究領(lǐng)域之一，高清電視、衛(wèi)星通訊、以及手持式設(shè)備等都包含豐富的多媒體處理技術(shù)。論文描述了兩個(gè)面向多媒體處理的SoC設(shè)計(jì)平臺(tái)，其中Gemini雙核平臺(tái)