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日志

为什么IP-XACT对当今复杂的设计如此重要?

已有 1554 次阅读2021-7-15 14:57 |系统分类:芯片设计

作者:Ranjit Adhikary,来源:Magillem SA

半导体设计公司使用IP-XACT已有十多年的历史。但是最近,一些大的和小的公司,包括学术和研究公司,已经开始使用IP-XACT来开发他们的SoC设计。为了理解诸如ST Microelectronics、NXP、Texas Instruments等公司为什么开始使用IP-XACT,有必要了解设计团队在开发SOC时面临的挑战。


SoC设计不再孤立地开发。软件、固件、硬件和验证设计者必须有效协作,以确保SoC的开发及时并按规定正常工作。如许多公司所认识到的那样,为了确保成功的tape-out,有必要采用新的方法。


从硬件的角度来看,设计团队已经复用IP一段时间了。但是随着IP的日益复杂,管理它们的硬件和软件配置并在整个产品生命周期中跟踪它们变得非常困难。虽然有一些软件解决方案在一定程度上解决了这一问题,但它们对专有技术的依赖以及无法与原有流程共存给许多公司带来了问题。


在过去的五年中,许多公司努力解决这些问题并实现流程自动化,同时将开放标准作为底层基础设施,并确保所有团队之间可以利用通用数据模型。大多数企业选择IP-XACT作为基础标准来开发自动化流程,这并不仅仅是巧合。


什么是IP-XACT?


IP-XACT首先由SPIRIT Consortium发布的标准,其唯一目标是在设计社区内促进IP的可重用性。它使IP提供商能够为组件和设计提供可读和可机器处理的IP的单一描述,并与其他所需的数据一起分享给IP用户。IP-XACT还描述了系统设计和IP之间的互连以及其他细节,如地址映射、接口等。提供了一个通用的设计表示,可供IP供应商、设计集成商和EDA工具提供商在其流程内进行交换。


IP-XACT于2009年成为IEEE标准,并作为IEEE-1685发布。许多公司甚至在它成为IEEE标准之前就开始使用它,但随着越来越多的公司意识到它在帮助创建和自动化定制设计流程方面的潜力,这种使用在过去几年开始增加。


为什么对IP-XACT的兴趣突然增加?


为了在市场上推出新产品并在全球范围内竞争,并确保设计成本低,无论是小型还是大型半导体公司,都必须确保在预定的时间内成功地进行tape-out。设计流程中的任何延迟都可能影响他们的上市时间和公司的利润。


大多数设计团队试图通过在多个方面并行工作并在模块级和系统级验证上投入大量资金来解决这个问题。例如,顶层和模块级的设计集成与固件、RTL和验证环境的开发并行进行。但这种方法并不是最理想的,通常需要更多的资源,而且容易出现手动错误。


设计师面临的另一个问题涉及到由许多供应商生产的EDA工具,其中许多使用独特和专有的格式。开发人员经常面临如何在不同的设计环境之间有效地交换设计信息的问题。


解决这一问题并确保及时、成功地进行tape-out的一种方法是提供一种解决方案,其中包括:


  •适合您的定制需求的设计方法和EDA工具

  •设计团队之间的高效设计协作,有时在不同团队之间,尤其是硬件和软件团队之间

  •利用内部和第三方IP的IP重用

  •设计流程自动化,确保

      -更快的设计集成

      -选择正确的IP配置

      -不同工具之间设计信息的顺利交换,确保团队之间的设计交接

      -避免对设计规范(如寄存器映射图)的误解

      -自动生成RTL和其他辅助文件,如C头文件、存储映射、UVM模型、文档等。


过去,许多公司试图通过创建基于自定义脚本、专有技术或两者结合的解决方案来解决这些问题。这种方法的挑战在于,解决方案需要不断维护,并且在管理解决方案的工程师离开公司时往往会崩溃。通过创建定制生成器来配合使用EDA工具并对结果进行反向注释等来集成设计流程的能力,使得很多公司现在不得不重新审视IP-XACT作为其工具解决方案的基础设施。IP-XACT是IEEE标准中的佼佼者,这意味着公司不再需要担心维护或增强任何专有基础设施。通过提供标准化的数据交换格式,IP-XACT能够灵活地表示多种需求,并允许自动提取设计信息并用于流程自动化和高级验证。


IP-XACT标准的一个重要价值是它能够将设计打包到IP-XACT组件中。组件描述包括每个IP块的外围规范以及总线接口、物理信号、它们到逻辑总线接口的映射、配置、地址块、寄存器描述、文件集和文档信息。设计人员可以利用描述中包含的信息,在单一的集成设计和验证环境中自动集成正确的IP配置,更快地构建SoC,同时减少设计中引入错误的可能性。


使用IP-XACT的优势在于它不仅有助于改善公司内部的IP生态系统,因为设计团队可以轻松地将设计与必要的设计信息打包在一起,而且它作为一个通用的数据模型的使用也使分布式团队能够更有效地协作,并在不同的设计环境之间快速地交换设计信息。IP-XACT还配备了一个标准API,可以通过软件来进一步定制解决方案。例如,API可以与EDA工具一起使用,通过利用IP-XACT数据库中可用的设计信息,实现与客户流程交互。使用API,利用生成器,并用于捕获生成器内的配置智能,以自动生成IP的最终配置IP-XACT描述。这项功能对于IP提供商来说是非常有价值的,因为它能够精确和受控地使用所选配置。


IP-XACT标准的多功能性及其与其他系统(包括用于IP重用和流程集成的现有流程)共存和工作的能力使其成为许多公司的最佳选择。


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使用IP-XACT的优势


IP-XACT最重要的一个方面是它是一个由领先的半导体公司支持的IEEE标准,这些公司投入巨资将其用于工具和IP重用。事实上IP-XACT的开发始终牢记IP重用,这使得在企业内部构建IP生态系统非常理想。


设计团队可以利用这个生态系统来创建更多的IP子系统和SOC。为了更快地组装设计,设计者可以使用IP-XACT中定义的连接特征,为他们的设计快速创建互连结构,并利用IP的寄存器映射来计算设计的完整系统存储映射。设计者还可以使用设计数据库来生成寄存器C头文件,产生Vhdlverilog、System Verilog或System C格式的网表、UVM模型、测试平台、文档等。


IP-XACT的一个鲜为人知的优点和最重要的功能之一是,它可以广泛用于工具化和流程自动化,许多公司最近开始利用这一点。


IP-XACT拥有的其他一些功能包括


   •IP-XACT是为IP重用而设计的

   •更快、更轻松的系统集成

        -对多层抽象(设计和协议)的支持使集成者能够快速为设计创建顶层。

        -内置错误检查可降低出错的可能性

   •可扩展性以添加设计和流程信息

   •通过对视图/文件集等功能的支持,可交付成果的管理变得简单且完全自动化。

   •支持设计可追溯性,这是ISO 26262认证的关键要求


一个标准不一定是完美的,但如果随着时间的推移有足够多的人采用它,它就可以被认为是一个好的标准。这也适用于IP-XACT。随着采用该标准的公司数量稳步增加,毫无疑问,该标准将继续存在。 


本文刊载于《IP与SoC设计》杂志第二期

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