ASIC和SoC設計中嵌入式存儲器的優(yōu)化
在傳統(tǒng)的大規(guī)模ASIC和SoC設計中,芯片的物理空間大致可分為用于新的定制邏輯、用于可復用邏輯(第三方IP或傳統(tǒng)的內(nèi)部IP)和用于嵌入式存儲三部分。
當各廠商為芯片產(chǎn)品的市場差異化(用于802.11n的無線DSP+RF、藍牙和其他新興無線標準)而繼續(xù)開發(fā)各自獨有的自定義模塊,第三方IP(USB核、以太網(wǎng)核以及CPU/微控制器核)占用的芯片空間幾乎一成未變時,嵌入式存儲器所占比例卻顯著上升(參見圖1)。
圖1:當前的ASIC和SoC設計中,嵌入式存儲器在總可用芯片空間中所占比例逐漸升高。
Semico Research 2013年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,大多數(shù)SoC和ASIC設計中,各式嵌入式存儲器占用的芯片空間已超過50%.此外,許多大規(guī)模SoC嵌入式存儲器的使用目的和主要性能也各不相同,如圖2所示。
圖2:多核SoC的各種嵌入式存儲器IP.
由于可以根據(jù)設計目的,通過采用正確的SoC存儲器類型來優(yōu)化設計,因此,對于設計師來說,利用各種存儲器IP具有非常重要的意義。設計師可通過恰當分配各種存儲器IP所占比例,實現(xiàn)速度、功耗、空間(密度)以及非易失性等各種性能參數(shù)的優(yōu)化。
嵌入式存儲器的主要設計標準
各種應用設計中,最佳存儲器IP的確定主要基于以下5個驅動因素,如圖3所示:
1功率
2速度
3可靠性/良率
4密度
5成本
圖3:確定存儲器IP的主要因素。
通過對上述各性能決定要素進行權衡,可得到最優(yōu)解決方案。許多情況下,存儲器編譯器可根據(jù)輸入存儲器設計生成流程中的各種驅動因素,自動生成性能經(jīng)過優(yōu)化的特定存儲器IP.同樣重要的是,存儲器IP的支持性結構應適用可靠的驗證方法,且生成的IP良率最高。最后,為實現(xiàn)產(chǎn)量與質(zhì)量的最優(yōu)化,存儲器編譯器還應直接生成GDSII,無需人工干預或調(diào)整。其他要素還包括良好的設計余量控制、對自動測試圖形向量生成和內(nèi)建自測試(BIST)的支持。此外,最好具備通過BIST的單步執(zhí)行進行硅片調(diào)試的功能。
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