IC设计思维:增加复用性的6种方法
2023-09-11 22:35:12 芯片 267观看
摘要 很多芯片在设计之初,就已经考虑如何增加代码的复用性,尽量减少工作量,降低错误概率。增加复用性的几个场景:不同项目之间的代码复用性不同工艺之间的代码复用性同一个模块例化多份,分别工作在不同模式下同一个项目不同环
很多芯片在设计之初,就已经考虑如何增加代码的复用性,尽量减少工作量,降低错误概率。
增加复用性的几个场景:
    • 不同项目之间的代码复用性
    • 不同工艺之间的代码复用性
    • 同一个模块例化多份,分别工作在不同模式下
    • 同一个项目不同环境(RTL验证,FPGA demo 验证)之间的代码复用性
本章节将简单谈谈几种增加代码复用性的方法。

1、基础模块IP化izE28资讯网——每日最新资讯28at.com

在各家ASIC/FPGA项目的代码目录中,我们经常能看到各类小的基础模块,例如各类跨时钟模块、各类调度仲裁模块、各类RAM读写模块、各类总线接口模块等等。它们可能命名为share_ip_*或base_ip_*或cmn_ip_*,又或者其他名称,几乎每个设计者都需要用到这些基础模块。
我们在需要实现其相关功能时,只需要例化模块即可,简单高效,有降低了bug概率。

2、模块参数化izE28资讯网——每日最新资讯28at.com

在进行模块设计时,我们需要尽量保证模块参数化,尽量避免使用立即数(例如10’d0)。
被参数化的信号可能是数据位宽,用户数量或者其他类型的信号。

module ip_bus_sync #( // parameter DATA_WDTH = 16 , // parameter INI_VALUE = {DATA_WDTH{1'b0}} //)( input i_src_clk , // input i_src_rst_n , // input [DATA_WDTH-1:0] i_src_din , // input i_dst_clk , // input i_dst_rst_n , // output reg [DATA_WDTH-1:0] o_dst_dout //
);

//逻辑代码
endmodule

3、宏定义区分代码分支izE28资讯网——每日最新资讯28at.com

ASIC项目的代码一般至少有两个版本:ASIC版本和验证版本(FPGA/加速器)。部分公司还会同时出两个系列的芯片,ASIC系列和FPGA系列。因此我们通常需要通过宏定义区分不同的代码分支和参数
`ifdef FOR_ASIC_DESIGN //ASIC logic //参数定义`else //其他分支逻辑 //参数定义`endif
`ifdef FOR_ASIC_DESIGN

generategenvar i;
for ( i=0; i<DATA_WDTH; i=i+1 )begin : SDFFY2D_INST
SDFFY_*CELL_TYPE* SDFFY2D //此处CELL_TYPE指的是具体的器件型号( .CK (i_dst_clk),.D (i_src_din[i] ),.Q (o_dst_dout[i]),.SI (1'b0 ), //DFT 输入信号,由DFT工程师在网表中完成连线.SE (1'b0 ) //DFT 使能信号,由DFT工程师在网表中完成连线);
endendgenerate
`else
reg [(DATA_WDTH-1):0] din_d0; //reg [(DATA_WDTH-1):0] din_d1; //
assign o_dst_dout = din_d1;
always @( posedge i_dst_clk ) begindin_d0 <= i_src_din;din_d1 <= din_d0;end
`endif

4、使用参数选择代码分支izE28资讯网——每日最新资讯28at.com

在同一个宏定义分支下(例如同在ASIC或者FPGA项目),我们可能需要奖模块例化多份,以支持如下场景:izE28资讯网——每日最新资讯28at.com

Case1:同一个模块,工作在同的模式下,为了节约资源,只需要保留对应模式的代码逻辑。
Case2:同一个模块,其支持的功能数量不同,所需要的RAM等资源也不相同,需要例化不同规格的RAM。
module xxxxx#( parameter FUNCTION_MODE = `MULTI_FUNCTION )( //各类IO信号) ;

generate
if (FUNCTION_MODE==`MULTI_FUNCTION) begin:MULTI_FUNCTION_CODE
//多function 逻辑
end
else begin:SINGLE_FUNCTION_CODE
// 单function 逻辑
end
endendgenerate

5、IP接口隔离izE28资讯网——每日最新资讯28at.com

不同Vendor的IP的用户侧接口大概率是不一样的,为了避免因为IP替换导致的大量代码修改,可以在设计之处就考虑将IP接口隔离。例如通过2类接口转换模块(控制类和数据类),将所需要的控制信号和数据流信号转换成通用的内部信号,这样无论怎么替换IP,都只需要修改少量代码。

6、std cell 隔离izE28资讯网——每日最新资讯28at.com

我们通常会将std cell外包一层或者多层代码,这样就能将工艺与设计代码尽量分离。izE28资讯网——每日最新资讯28at.com

常见的有bit同步器,ram,clk-gating,clk mux等模块。如下是单bit同步器的案例。
module  ip_bit_sync #( parameter      DATA_WDTH = 1    // bit width)(input  wire                     i_dst_clk,   // destination clockinput  wire [(DATA_WDTH-1):0]   i_src_din,   // data inputoutput wire [(DATA_WDTH-1):0]   o_dst_dout   // data output);`ifdef FOR_ASIC_DESIGNgenerategenvar  i;for ( i=0; i<DATA_WDTH; i=i+1 )begin : SDFFY2D_INSTSDFFY_*CELL_TYPE*  SDFFY2D   //此处CELL_TYPE指的是具体的器件型号(    .CK   (i_dst_clk),.D    (i_src_din[i] ),.Q    (o_dst_dout[i]),.SI   (1'b0     ),   //DFT 输入信号,由DFT工程师在网表中完成连线.SE   (1'b0     )    //DFT 使能信号,由DFT工程师在网表中完成连线);endendgenerate`elsereg  [(DATA_WDTH-1):0]   din_d0;       //reg  [(DATA_WDTH-1):0]   din_d1;       //assign o_dst_dout = din_d1;always @( posedge i_dst_clk ) begindin_d0  <= i_src_din;din_d1  <= din_d0;end`endifendmodule


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