芯片设计方法学和工具

设计人员和设计管理人员总是有很多有关面对挑战的热门话题。本文中,针对用来开发网络芯片的工具和方法学,设计人员讨论了哪些是可取的,哪些是不可取的。此外还论述了所面临的最大问题和解决办法。

设计人员面临的第一个重大决定是从asic技术还是fpga技术着手。networkelements的2百万门多协议处理器,能提供10gbethernet、sonet上的分组传输,(pos)、以及sonet功能。它采用asic技术,“即便是最高密度的fpga也实现不了我们需要的功能。而且fpga器件的成本也过高,不可能批量地应用。”公司的claudedenton透露,networkelements的asic将安装在未来的光网络模块化产品中。asic的功能可简化光路设计、自动控制光路的工作、实现模块化环境化接口。

ambernetworks的网络服务处理器具有630万个可用门,芯片尺寸为15mm×15mm。这种asic可提供6.5mpps的传输速率,用作ambernetworks的聚合服务路由器中的网络处理器。

“我们采用asic是因为它能以最低的成本实现最高的集成度,这两者都是我们的用户所追求的。”ishoninetworks公司的johnren指出。ishoni最近研制了上百万门级的soc,片上有针对宽带应用的多个处理器、网络接口、以及多种外设功能。

avicisystems在其千兆位交换路由器中使用了asic和fpga两种器件。该公司的jeffdeutch明确说明了两者的不同,“就我们产品的水平而言,fpga根本不可能提供所需的容量和速度。avici只是将fpga作为扩充其原始设计的器件。”为了支持公司的分布式可扩充结构,目前的产品范围涉及系统控制器用15万门asic以及交换机用6路、位片式90万门asic。

fpga技术也有可取之处,它可以显著缩短上市时间。whiterocknetworks最初将asic设计用于最近研发的oc-48sonet分插复用器上,但由于发布日期的变化不得不改用fpga。当然,该公司也表示,为了降低成本,长期目标还是asic。asic密度约有150万门(500000kbps存储器)。对fpga而言,whiterock看好xilinx的virtexⅱ器件。

stuartbarratt是marconiplc的资深技术顾问。他考虑在整个公司部署通用设计方案。他着眼于带嵌入式处理器的fpga。他认为:“采用fpga的决定是以设计的并行执行能力为依据的,而该设计的算法非常适合fpga结构。”

在选定了设计载体后,下一个选择是设计语言。多数被采访过的设计人员并不准备从hdl直接跳跃至c或systemc,或superlog一类的超级hdl。

avici是采用verilog完成设计工作的。deutch透露:“我们也曾试图用c和人工翻译来设计,但由于c不善长表达我们为什么要做某些事情,因此很难保持设计的整体灵活性。”

networkelements也是采用verilog来设计asic的。denton透露:“我们已对c做了一些评估,确信这种设计语言有希望缩短设计周期、简化硬/软件协同设计。然而,冒然地改用仍不成熟的工具,在应用上并不具有明显的优势。至少在下一个设计周期之前。我们认为混合语言环境是可行的途径。”

即便是630万门级的asic,ambernetworks仍采用verilog来设计寄存器传输级(rtl)。公司的tommclaughlin表示:“在设计阶段改用c/c++,对我们来说并不是件容易的事。这里的设计人员大多用惯了verilog,不想追赶c的学习潮流,除非这种投入能得到巨大的回报。superlog支持某些有用的结构,但不清楚是否以及何时能详细地了解这种语言。”

marconi公司的barrat在刚一接触celoxica的dkic——硬件综合工具时便使用handelc编程语言。dki旨在用高级c语言设计fpga,没有中间的hdl过程。barrat指出,celoxica的dki工具的最大优越性是设计环境的完整性和语言句法的简明性,从而能创建清晰的高级设计。

他进一步透露,dki工具最受欢迎的扩展功能是“有助于将串行设计分类成并行设计。”celoxica的willgolby也提到,dki中有一个代码配置文件,能指出设计中发现的最长逻辑深度在什么地方。这有助于表明在什么地方并行设计是有用的。

ip集成是要面对的又一个障碍。ishoninetworks采用平台基设计概念,来研发硬件和软件两种产品。ren解释道:“ip集成的策略是,最初研发一个“模块化”的ip结构,然后再考虑可扩充性和可伸缩性,ip复用是ishoni策略的基本要素。”

ambernetworks的ip集成策略是让每个设计人员了解ip模块的功能和它的应用界面。mclaughlin指出:“这样,每个设计人员都可以从ip模块库中选择相应的ip模块。只要有可能,我们将实施ip复用。”

有时也会被迫放弃ip复用。avici公司的deutch指出:“市场上可以拿来就用的ip非常少。我们甚至发现,由于技术不断地在变化,存在两年的代码已不适用于来年的芯片技术。”

“在设计过程中集成ip并不是件容易的工作,”barratt认为:“ip供应商要多下功夫,让用户使用起来更方便。”

被采访过的设计人员证实,验证是巨大的挑战。whiterock使用fortedesignsystem开发的

  • 芯片设计方法学和工具已关闭评论
    A+
发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计