高級(jí)HDL綜合和SoC原型設(shè)計(jì)

目錄
第？1？章 概述 1
1.1 摩爾的預(yù)言與現(xiàn)實(shí) 2
1.2 ASIC設(shè)計(jì)與工藝節(jié)點(diǎn)的縮減 5
1.3 英特爾處理器的演變 6
1.4 ASIC設(shè)計(jì) 7
1.5 ASIC設(shè)計(jì)流程 10
1.6 ASIC/SoC設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn) 13
1.7 總結(jié) 14
第？2？章 SoC設(shè)計(jì) 15
2.1 SoC設(shè)計(jì) 16
2.2 SoC設(shè)計(jì)流程 17
2.3 SoC原型設(shè)計(jì)與挑戰(zhàn) 20
2.4 總結(jié) 21
第？3？章 RTL設(shè)計(jì)指南 23
3.1 RTL設(shè)計(jì)指南 24
3.2 RTL設(shè)計(jì)實(shí)際場(chǎng)景 25
3.3 用括號(hào)運(yùn)算符分組 30
3.4 三態(tài)總線和三態(tài)邏輯 31
3.5 敏感列表不完整 32
3.6 共享公共資源 33
3.7 多時(shí)鐘域設(shè)計(jì) 36
3.8 臨時(shí)變量的賦值順序 37
3.9 門控時(shí)鐘 38
3.10 時(shí)鐘使能 39
3.11 總結(jié) 39
第？4？章 RTL設(shè)計(jì)和驗(yàn)證 41
4.1 SoC的RTL設(shè)計(jì)策略 42
4.2 SoC的RTL驗(yàn)證策略 43
4.3 設(shè)計(jì)場(chǎng)景 44
4.4 狀態(tài)機(jī)的優(yōu)化 47
4.5 復(fù)雜設(shè)計(jì)的RTL設(shè)計(jì) 49
4.6 頂層RTL設(shè)計(jì) 50
4.7 總結(jié) 50
第？5？章 處理器設(shè)計(jì)和架構(gòu)設(shè)計(jì) 53
5.1 處理器架構(gòu)和基本參數(shù) 54
5.2 處理器功能與架構(gòu)設(shè)計(jì) 58
5.3 處理器架構(gòu)與微架構(gòu) 59
5.4 RTL設(shè)計(jì)與綜合策略 69
5.5 設(shè)計(jì)場(chǎng)景 70
5.6 性能提升 77
5.7 在SoC原型設(shè)計(jì)中處理器的應(yīng)用 78
5.8 總結(jié) 79
第？6？章 SoC設(shè)計(jì)中的總線和協(xié)議 81
6.1 數(shù)據(jù)傳輸方案 82
6.2 三態(tài)總線 83
6.3 串行總線協(xié)議 84
6.4 總線仲裁 87
6.5 設(shè)計(jì)場(chǎng)景 88
6.6 高密度FPGA結(jié)構(gòu)和總線 94
6.7 單主控AHB 96
6.8 本討論對(duì)SoC原型設(shè)計(jì)有何幫助？ 97
6.9 總結(jié) 97
第？7？章 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)控制器 99
7.1 存儲(chǔ)器 100
7.2 DDR 105
7.3 SRAM控制器和時(shí)序約束 106
7.4 SDRAM控制器和時(shí)序約束 107
7.5 FPGA設(shè)計(jì)與存儲(chǔ)器 108
7.6 存儲(chǔ)器控制器 110
7.7 本討論對(duì)SoC原型設(shè)計(jì)有何幫助？ 111
7.8 總結(jié) 114
第？8？章 DSP算法與視頻處理 115
8.1 DSP處理器 116
8.2 DSP算法與實(shí)現(xiàn) 117
8.3 DSP處理環(huán)境 119
8.4 數(shù)字信號(hào)處理算法的架構(gòu) 119
8.5 視頻編碼器和解碼器 121
8.6 本討論對(duì)SoC原型設(shè)計(jì)有何幫助？ 122
8.7 設(shè)計(jì)場(chǎng)景 125
8.8 總結(jié) 128
第？9？章 ASIC和FPGA綜合 129
9.1 設(shè)計(jì)分區(qū) 130
9.2 RTL 綜合 131
9.3 設(shè)計(jì)約束 132
9.4 綜合和約束 133
9.5 基于FPGA的SoC原型設(shè)計(jì)的綜合 136
9.6 FPGA和ASIC綜合過程中的實(shí)際場(chǎng)景 139
9.7 總結(jié) 140
第？10？章 靜態(tài)時(shí)序分析 141
10.1 同步電路與時(shí)序 142
10.2 亞穩(wěn)態(tài) 143
10.3 亞穩(wěn)態(tài)和多時(shí)鐘域設(shè)計(jì) 144
10.4 時(shí)序分析 144
10.5 時(shí)序收斂 145
10.6 同步設(shè)計(jì)中的時(shí)序路徑 147
10.7 時(shí)序分析工具應(yīng)具備的功能 150
10.8 建立時(shí)間分析 150
10.9 保持時(shí)間分析 153
10.10 時(shí)鐘的網(wǎng)絡(luò)延遲 155
10.11 生成時(shí)鐘 155
10.12 時(shí)鐘多路復(fù)用與假路徑 156
10.13 門控時(shí)鐘 156
10.14 多周期路徑 157
10.15 FPGA設(shè)計(jì)中的時(shí)序 157
10.16 FPGA設(shè)計(jì)中的時(shí)序分析 158
10.17 本討論對(duì)SoC原型設(shè)計(jì)有何幫助？ 159
10.18 總結(jié) 160
第？11？章 SoC原型設(shè)計(jì) 161
11.1 基于FPGA的SoC原型設(shè)計(jì) 162
11.2 高密度FPGA和原型設(shè)計(jì) 165
11.3 Xilinx 7系列FPGA 166
11.4 總結(jié) 173
第？12？章 SoC原型設(shè)計(jì)指南 175
12.1 SoC原型設(shè)計(jì)階段應(yīng)遵循的指導(dǎo)原則 176
12.2 對(duì)RTL進(jìn)行修改以使其具有FPGA的等效功能 177
12.3 原型制作過程中的注意事項(xiàng) 179
12.4 單FPGA設(shè)計(jì)的SoC原型設(shè)計(jì)指南 182
12.5 多FPGA設(shè)計(jì)的SoC原型設(shè)計(jì)指南 186
12.6 原型設(shè)計(jì)階段IP使用指南 188
12.7 引腳復(fù)用設(shè)計(jì)指南 189
12.8 IO 多路復(fù)用及在原型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 189
12.9 使用LVDS進(jìn)行高速串行數(shù)據(jù)傳輸 191
12.10 使用LVDS在并行線上發(fā)送時(shí)鐘信號(hào) 191
12.11 使用增量編譯流程 191
12.12 總結(jié) 192
第？13？章 設(shè)計(jì)集成與SoC綜合 193
13.1 SoC架構(gòu) 194
13.2 設(shè)計(jì)分區(qū) 194
13.3 設(shè)計(jì)分區(qū)中的挑戰(zhàn) 195
13.4 如何克服分區(qū)難題？ 198
13.5 設(shè)計(jì)分區(qū)對(duì)EDA工具的需求 200
13.6 更好的原型設(shè)計(jì)綜合效果 202
13.7 FPGA設(shè)計(jì)中的約束與綜合 204
13.8 總結(jié) 206
第？14？章 互連線延遲和時(shí)序 207
14.1 接口與互連 208
14.2 高速數(shù)據(jù)傳輸接口 209
14.3 多FPGA通信接口 210
14.4 延遲互連 211
14.5 板級(jí)延遲時(shí)序 212
14.6 設(shè)計(jì)接口邏輯時(shí)的注意事項(xiàng) 214
14.7 IO規(guī)劃與約束 215
14.8 IO復(fù)用 217
14.9 FPGA的IO端口綜合 219
14.10 現(xiàn)代FPGA的IO和接口 219
14.11 本討論對(duì)SoC原型設(shè)計(jì)有何幫助？ 220
14.12 總結(jié) 221
第？15？章 SoC原型設(shè)計(jì)和調(diào)試技巧 223
15.1 SoC設(shè)計(jì)與考慮因素 224
15.2 選擇目標(biāo)FPGA 225
15.3 SoC原型開發(fā)平臺(tái) 226
15.4 如何降低原型設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)？ 227
15.5 原型設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)與對(duì)策？ 228
15.6 多FPGA架構(gòu)與限制因素 229
15.7 Zynq原型板特點(diǎn) 230
15.8 總結(jié)236
第？16？章 板級(jí)測(cè)試 237
16.1 板級(jí)啟動(dòng)及需要測(cè)試的內(nèi)容 238
16.2 調(diào)試計(jì)劃與檢查清單238
16.3 FPGA板上有哪些不同的問題？ 240
16.4 多FPGA接口的測(cè)試 241
16.5 調(diào)試邏輯與邏輯分析儀的使用 243
16.6 系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證與調(diào)試 247
16.7 SoC原型的未來(lái)發(fā)展 248
16.8 總結(jié) 249
附錄 251
附錄A 常用Synopsys命令 252
附錄B Xilinx-7系列 252
附錄C Intel FPGA Stratix 10系列 254