高清电视芯片的综合优化设计简介

作者：时间：2012-06-13 来源：网络收藏

3 代码划分

本文引用地址： //m.amcfsurvey.com/article/190261.htm

　　为了得到更好的综合结果,更快的综合速度,用简单的综合策略来满足时序的要求,推荐使用以下综合划分的技术。

　　● 所有模块都使用寄存器输出。对于每个设计的子模块都要记录所有的输出信号,这样可以简化综合的过程并可预测输出的驱动能力和输入的延迟。

　　● 把局部的相关联的组合逻辑放到同一个模块中,对于有不同目标的设计应放在不同的模块中。例如在综合的过程中,把需要优化面积和速度的关键路径逻辑放在分开的两个模块中,如图3所示。

　　● 综合时间的划分最主要的标准是逻辑功能、设计目标、时序和面积的需要。准确的时序计算和适当的约束对综合时间的影响远远大于电路规模的影响。把同一设计目标的电路逻辑放到一起也会减少综合时间,而设计的约束过多会增加综合时间。减少综合时间的关键是在设计之前制定精确的时间预算,并使设计的宏模块达到预算的要求,然后编写综合约束来满足预算,最后是运用综合工具的命令来实现约束。

　　● 避免时序异常。时序异常主要包括multicycle path和false path。如果设计中一定要用到多周期路径,应记录开始和结束点来确保在芯片级的有效。尽量避免使用异步逻辑,异步逻辑会给设计的正确性和验证带来困难。

　　● 注意glue模块的放置。将顶层的连接模块放到底层模块中,同时确保顶层含有I/O管脚和时钟发生器,如图4所示。

　　HDTV芯片的特点

　　所设计的芯片应用了数量众多的不同类型的RAM,其中包括内部1个单口RAM、2个双口RAM、3个ROM和20个寄存器堆栈。

　　芯片内部要求多时钟信号(27MHz、74MHz、150MHz),并通过clock mux来选中时钟。27MHz时钟用于dma模块中的PCI总线时钟,同时它和74MHz时钟通过模式选择来确定是HDTV模式还是SDTV模式的解码。Pll核心时钟频率为13.5MHz,Pll输入时钟经过11倍频后产生148.5MHz时钟,pll时钟同时也用于测试。此外还有6个驱动外部芯片的输出时钟,即PCI时钟、视频时钟、2个SDRAM时钟和2个SRAM时钟。

　　为了得到较高的测试覆盖率,本设计使用多种测试方法,如扫描链(scan chain)、边界扫描(boundary scan)和存储器的内建自测试(Bist)等。本设计多数模块采用BIST方法达到测试目的,采用的是Mentor Mbistarchitect工具来自动插入BIST代码。其他部分用Mentor Jtag工具来实现边界扫描,插入JTAG代码。

　　芯片外部与高速的SDRAM和SRAM的连接,每个模块都包括4片RAM。HDTV芯片主要通过sdr_ssr_sel信号来实现两种环境的转换。

　　如图5所示,HDTV芯片的结构设计方案层次复杂,芯片主要分为三层,其中core_top是不依赖于工艺的,它的主要功能是完成HDTV码流的解码。

　　如上所述,芯片的这些特点给后端的布局布线提出了很高的要求,综合结果会直接影响布局布线(floorplanning),因此综合的方法很重要。

　　综合方案

　　1 初步综合

　　首先把设计进行粗略的Top-down综合,查看综合结果报表。根据PDK的数据设置基本的Design Rules和Design Constraints。包括Setting Design Environment(Fanout load,Output load,Input drive impedance)和Setting Design Constraints(Design Rules Constraints (max_transition, max_fanout, max_capacitance),Timing Constraint (max_delay, min_delay),Area Constraint)。经过初步综合后延迟的结果如表1所示。