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內容簡介

《現代SoC設計技術》力圖對現代SoC設計技術的各個方麵進行清晰而準確的介紹，主要描述SoC基本概念、係統設計方法，不涉及具體技術細節，強調IP的重要性，從而為需要瞭解該技術的讀者提供最大的幫助。全書分為7章：第1章為SoC設計概論，包括SoC的基本概念、SoC目前的現狀和發展機遇、SoC設計技術的發展趨勢及存在的問題等內容。第2章為SoC前端設計與後端實現，主要內容包括芯片設計基礎、前端設計技術、後端實現技術以及主要EDA公司的設計示例。第3章為可測性設計技術，主要內容有IC可測性設計基本概念和主要技術、SoC可測性設計技術等。第4章為SoC軟／硬件協同設計技術，主要內容包括軟／硬件設計的基本概念、SystemC係統級建模語言、軟／硬件協同驗證技術。第5章為SoC驗證技術，主要內容有SoC驗證的相關概念、驗證方法和主要的驗證技術、驗證語言和SoC驗證技術的發展方嚮。第6章為Soc低功耗技術，主要內容有低功耗設計概述、功耗組成分析、常用低功耗設計方法以及簡單介紹低功耗設計工具。第7章為IP復用設計技術，主要涉及SoC設計方法和IP復用技術、可重用軟IP和硬IP的設計方法、軟IP設計應遵循的基本原則以及硬IP設計等內容。
《現代SoC設計技術》內容涉及許多SoC設計技術應用方麵的知識，可供從事集成電路領域研究的技術人員、SoC設計的架構設計師、電路設計師和程序設計師閱讀；同樣也可作為微電子、電子電路、通信、計算機專業的大學生、研究生的教材和教學參考書。

目錄

第1章 SoC設計概論
1.1 SoC的基本概念
1.1.1 什麼是SoC
1.1.2 SoC的基本構成
1.1.3 SoC是集成電路發展的必然
1.2 SoC目前的現狀和發展機遇
1.2.1 我國SoC目前的産業現狀
1.2.2 SoC的關鍵技術
1.2.3 SoC當前的發展機遇
1.3 SoC設計技術的發展趨勢及存在的問題
1.3.1 SoC設計技術的發展趨勢
1.3.2 SoC設計技術的瓶頸
1.4 SoC技術展望
1.4.1 可重構技術
1.4.2 片上網絡（NoC）
1.4.3 係統級集成設計

第2章 SOC前端設計與後端實現
2.1 SoC前端設計與後端實現概述
2.2 芯片設計基礎
2.2.1 模擬IC設計
2.2.2 數字Ic設計
2.2.3 SoC設計方法
2.2.4 數字IC設計平颱
2.3 前端設計
2.3.1 邏輯綜閤的必要性
2.3.2 邏輯綜閤概念
2.3.3 邏輯綜閤過程
2.3.4 芯片設計綜閤工具介紹
2.3.5 用於FPGA驗證的邏輯綜閤工具
2.3.6 FPGA驗證代碼編寫說明
2.3.7 約束與優化
2.3.8 綜閤策略
2.4 後端實現
2.4.1 後端設計概述
2.4.2 數字後端設計流程
2.4.3 基於物理綜閤的後端設計流程
2.4.4 後端設計挑戰
2.4.5 其他需要考慮的問題
2.5 MagmaASK：設計示例

第3章 可測性設計技術
3.1 測試技術概述
3.1.1 測試定義及原理
3.1.2 測試分類
3.1.3 測試基本技術
3.2 故障模型及ATPG
3.2.1 缺陷、故障和故障模型
3.2.2 常見故障模型
3.2.3 自動測試模式生成——ATPG
3.2.4 測試的評價
3.3 可測性設計（DFT，DesignForTestability）
3.3.1 可測性設計基礎
3.3.2 Ad：Hoc技術
3.3.3 結構化設計方法
3.3.4 掃描測試
3.3.5 內建自測（BIST，Build.In.Self.Test）
3.3.6 邊界掃描測試（BoundaryScan）
3.3.7 電流測試
3.4 SoC的可測性設計
3.4.1 SoC可測試性設計麵臨的問題
3.4.2 SoC可測性設計基本技術
3.4.3 SoC測試訪問機製（TAM）
3.4.4 IEEEP1500標準
3.5 發展與展望

第4章 SoC軟／硬件協同設計技術
4.1 軟／硬件協同設計概述：
4.1.1 軟／硬件協同設計的定義
4.1.2 軟／硬件協同設計的優點
4.1.3 軟／硬件協同設計的主要研究內容
4.2 係統級描述語言SystemC
4.2.1 SystemC：簡介
4.2.2 SystemC的基本語法
4.2.3 SystemC建模實例
4.2.4 SystemC係統級建模
4.3 軟／硬件協同驗證技術
4.3.1 軟／硬件協同驗證技術的發展
4.3.2 軟／硬件協同驗證平颱的基本構成方式
4.3.3 商業軟／硬件協同驗證工具SeamlessCVE簡介

第5章 SoC驗證技術
5.1 SoC驗證技術概述
5.1.1 驗證的基本概念
5.1.2 SoC驗證的研究內容
5.1.3 SoC驗證技術的發展方嚮
5.2 驗證方法
5.2.1 自項嚮下的SoC設計和驗證方法
5.2.2 自底嚮上的驗證方法
5.2.3 基於平颱的驗證方法
5.2.4 係統接口驅動驗證
5.3 功能驗證
5.3.1 功能驗證定義
5.3.2 功能驗證分類
5.3.3 功能驗證工具
5.4 形式驗證
5.4.1 理論／定理證明技術
5.4.2 形式模型檢查
5.4.3 形式等價檢查
5.4.4 形式驗證工具
5.5 時序驗證
5.5.1 靜態時序分析
5.5.2 動態時序分析
5.5.3 靜態時序分析工具
5.6 物理驗證
5.6.1 設計規則檢查（DRC）
5.6.2 版圖與原理圖檢查（LVS）
5.6.3 電氣規則檢查（ERC）
5.6.4 物理驗證工具
5.7 驗證語言
5.7.1 Sugar
5.7.2 OpenVera
5.7.3 SystemVerilog
5.7.4 e語言
5.8 驗證計劃
5.8.1 驗證和設計分離原則
5.8.2 驗證計劃的內容

第6章 SoC低功耗技術
6.1 SoC低功耗技術概述
6.1.1 SoC低功耗設計技術的必要性
6.1.2 SoC低功耗研究現狀
6.1.3 功耗來源分析
6.2 SoC低功耗設計技術
6.2.1 針對動態功耗的低功耗設計方法
6.2.2 靜態功耗的低功耗設計方法
6.3 SoC功耗評估技術
6.3.1 結構級評估技術
6.3.2 門級功耗評估技術
6.4 小結

第7章 IP復用技術
7.1 概述
7.1.1 IP核的基本概念
7.1.2 IP可重用技術的基本概念
7.1.3 IP可重用技術麵臨的挑戰
7.1.4 IP可重用技術要求
7.1.5 IP可重用標準組織
7.2 可重用IP設計技術
7.2.1 IP核的分類
7.2.2 IP核的設計步驟
7.2.3 IP核的設計規範
7.2.4 軟核的生産過程
7.2.5 硬核的生産過程
7.2.6 IP核的綜閤
7.2.7 IP核的驗證
7.2.8 IP的打包與發布
7.3 可重用IP的集成技術
7.3.1 IP核的評估與選擇
7.3.2 IP核集成可能齣現的問題
7.3.3 IP核的互聯策略
7.3.4 AMBA總綫規範
7.3.5 CoreConnect總綫規範
7.3.6 可重用IP集成方法

附錄 ARTL編碼參考
A.1 文件命名
A.2 HDL代碼項命名
A.3 注釋
A.4 編碼風格
A.5 模塊劃分和重用
A.6 建模方法
A.7 通用編碼技術
A.8 結構化測試標準
A.9 常規綜閤標準
附錄B Magma腳本文件
附錄C 縮略語
參考文獻

精彩書摘

SoC（System on Chip）技術是20世紀90年代以來迅速發展起來的超大規模集成電路的主流技術，是電子器件持續集成發展的必然結果，體現在技術的發展和市場的需求兩個方麵。SoC采用先進的超深亞微米CMOS工藝技術，從整個係統的角度齣發，將處理機製、模型算法、嵌入式軟件以及各層次電路設計直至器件的設計緊密結閤在單個芯片上，完成整個係統的功能。SoC技術是信息技術領域一門最新的先進技術，是集成電路最新技術與軟件技術的有機結閤；SoC設計技術是信息領域的核心技術，而在這一領域我國與發達的國傢相比有著較大的差距，存在這一差距的根本原因在於我國缺乏SoC設計人纔，特彆是一流的設計師。由於SoC設計門檻較高（SoC設計平颱建設需要較大的投入、較高的維護費用），在設計人纔的培養上我們依然步履緩慢。SoC設計是一個復雜的過程，涵蓋瞭係統級設計、RTL設計、可測試性設計、仿真驗證、邏輯綜閤、版圖設計、物理驗證、寄生參數提取、後仿真等一係列步驟。
SoC技術是一項綜閤的係統工程，需要大量的人力和財力的投入。近年來我國在産業分工、人纔培養、基礎理論研究、國外先進技術的引進等方麵提供瞭非常好的政策扶持，使我國SoC技術得以快速發展，為我國集成電路産業的整體發展奠定瞭穩定的基礎。
1.1SoC的基本概念
集成電路發展到現在，已經進入SoC技術的時代，本小節將較為詳細地描述SoC的基本概念，討論SoC的基本構成及SoC技術是集成電路發展必然的原因。
1.1.1什麼是SoC
SoC的定義多種多樣，由於其內涵豐富、應用範圍廣泛，不容易給齣其準確定義。SoC中文譯法有如下幾種：係統級芯片、片上係統、係統芯片、係統集成芯片、係統芯片集等。從應用開發的觀點齣發，其主要含義是單芯片上集成微電子應用産品所需的所有功能係統。SoC技術研究內容包括：開發工具、IP（Intellectual.Property，知識産權）及其復用技術、可編程係統芯片、信息産品核心芯片開發與應用、SoC設計技術與方法、SoC製造技術與工藝等。

前言/序言

　　當今，信息資源已經成為人類社會發展中與物質和能量同等重要的資源。信息資源的爆炸性增長趨勢對電子信息係統在信息存儲和處理能力方麵的要求也日新月異。如今的半導體製造工藝已進入深亞微米時代，在僅僅幾平方毫米麵積的芯片上就可以集成幾億乃至幾十億個納米級的晶體管，更為欣喜的是，與集成度的指數級增長相對應的商品化芯片的價格增長隻是算術級的變化，且可靠性幾乎並未因規模的極度擴張而變得令人不可接受。這種突破傳統觀念的狀況，大概遠遠超齣瞭結型晶體管的發明者William Shockly和集成電路的發明者Jack Kilby數十年前的預期，即使幾十年前預言齣摩爾定律（Moores Law）的Gordon Moore，恐也難以想象今後單個芯片究竟能創造齣什麼樣的奇跡來。我們可以毫不誇張地說，現代任何電子信息係統已經離不開各種集成電路芯片的支撐。同理，任何現代電子信息係統的設計也已離不開“片上係統”——SoC（System on Chip）工具的支持。
　　當前，我國在集成電路和SoC設計教學方麵的教材和參考書籍的數量不可謂不多，絕大多數是針對專業人纔培養引進或編撰的高級教材，普遍的情形是與具體工具軟件的使用強相關。尚未見從電子信息領域的普及知識角度齣發，推齣的基於SoC基本概念和基本設計步驟的基礎教材和參考書籍，這不能不說是件憾事。
　　國傢數字交換係統工程技術研究中心（NDSC）近年來一直在追蹤研究SoC設計技術。作者都是多年從事一綫研發和教學的專傢，所編著的《現代SoC設計技術》是在搜集和消化大量國內外資料的基礎上，結閤其在電子信息係統領域的研發實踐和教學經驗，較為全麵而深入淺齣地介紹瞭現代SoC設計技術的基本知識。其目的是試圖用20～30學時的授課和實驗，使初次涉足電子信息領域的學生和愛好者能較快地掌握SoC的基礎知識，並形成必要的工程概念和使用感受。
　　為此，我願意將《現代SoC設計技術》一書隆重推薦給感興趣的讀者們。
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