面向系统LSI开发的高速、低功耗微型平台

1、面向系统lsi开发的高速、低功耗微型平台基于 cpu并集成了外围功能(照实时操作系统定时器等)的plat系列是一种基本系统级lsi开发平台。高速及低功耗的plat-92平台专为w-cdma、pda及其它便携式终端(如互联网设备)应用而开发。plat-92是以硬ip为特征的硬件开发与集成环境的平台总称：plat-92内核包括一颗arm920tcpu及运行操作系统所需的最少外围i/o器件；ip及原型板也包括在内。这不仅能提高系统级lsi的运行速度及降低其功耗，而且还能缩短规模不断提高的大型系统级lsi的开发时光，并用法户能专注于其自身的定制应用开发与质量改进。一、plat-92的架构在探究将削减尺

2、寸和分量与高速性能相结合的过程中，许多系统lsi设计者正在努力削减规模日益扩大的开发周期，并保持或提高产品质量。但他们同时也濒临以下似乎无法逾越的障碍：1随着cpu外围运行速度加快，临界路径浮现且不能对时序设计举行约束；2功耗随运行速度的提高而增强；3必需将外围io及外部接口电路设计成能适应高速、低功耗运行以及实时操作系统命令执行(定时器及中断等)。plat即是一种用来解决上述问题的解决计划。(1) 硬件结构plat-92的硬件组成1所示。plat-92包括plat-92内核及外围ip，即时钟发生器模块(cgb)、plat功率控制(ppwc)、功率下降笼罩(pdw)等。plat-92内核则包括

3、一个arm920t cpu、一个外部存储控制器(memcon)、中断控制器(intcon)、操作系统定时器(定时器)、串行接口(sio)、包含电源管理的系统控制器(syscon)以及一个测试接口(tic)等。arm公司推举的amba被用作芯片总线。amba总线包括高速系统总线、高级高性能总线(ahb)、中/低速系统总线以及高级外围总线(apb)。ahb用来与plat-92内核衔接。plat-92内核提供一个0.16m的处理硬件ip。(2) 电源管理电源管理功能由电源管理ip(cgb、ppwc及pdw)来实现，并与plat-92内核相结合。电源管理ip列于表1中。plat-92具有基于时钟调节、

4、单个时钟暂停、全部时钟暂停及电源关断操作的电源管理功能，可按工作时钟频率的精细划分来举行动态切换。电源管理的软件控制通过提供运算电源管理功能(采样)来实现，以便于用户整合复杂的电源管理控制。图2为电源管理架构框图。假如电路是用具有标准门限的晶体管(mvt晶体管)来构建，则高速时钟操作是可能的，但时钟暂停时的(泄漏电流)将大于高门限电压晶体管(hvt)的电流。在便携式设备及类似应用中，待机模式下的功耗较低，但高速运行要求满负荷工作，故削减泄漏电流十分重要。在plat-92中，通过待机时关断mvt晶体管模块的电源，可解决上述问题，以提供具有极低待机泄漏电流、以及峰值用法时具有高时钟速度的lsi。二

5、、plat-92的开发在开发plat-92的过程中，全部设计阶段都采纳了以下工具及技术，以提高设计质量及缩短设计时光。前端设计阶段用法rtl检查器及代码笼罩工具来提高质量。此外，为达到普通可用性，必需假设一些特定状况，故用法了一种可举行随机分析的specman elite。而且为了缩短设计周期，在举行后端设计之前，用法了一种名为physical compiler的综合工具，它具有精彩的后布局时序预测能力，用于削减被后端驳回的状况。在其最后阶段，用法了一种系统级约束(slc)流程(利用时序约束来先前端举行布局设计)，以削减因为时序不当而导致的布局否决状况，并因此而实现早期时序压缩。在早期开发阶段

6、引入以便通过运行检查及对os全部功能(一般及电源管理)的竞争测试来提高硬件稳定性。图3显示这类仿真的一种设置：其中用一个aptix system explorer mp3c来作为仿真器，它通过以太网将网表从工作站下载至上，并通过并行jtag从pc上下载用于分析的测试模型(tp)。在pc与仿真器之间衔接了一个用于测试plat-92内部sio的串行端口接收器。以此种方式，可于晶圆创造以前举行精确仿真切时工作的分析，从而协助提高plat-92内核的质量并缩短开发周期。三、硬件开发环境(1) plat-92原型板图4为plat-92原型板组成框图。该原型板包括：一个包括plat-92内核、电源管理ip

7、及etm9(跟踪宏)的评估芯片；一个包含与amba ahb、gpio、uart及dmac等相连的ahb-apb桥路的fpga(标准)；一个用户fpga(可选)；以及构成用户扩展接口的apb、ahb及exmem。采纳一个jtag接口及一个实时跟踪端口来举行调试。一台pc通过oki-(arm调试接口板)与jtag接口衔接，并通过在pc上运行arm的软件开发工具套件(sdt)来举行软硬件调试。利用此原型板，我们可以将集成在系统级lsi中的硬件电路部署在可选的fpga上，或部署在ahb/apb/exmem扩展板上的fpga上，并在创造该系统lsi之前对其功能及工作特性举行分析。(2)测试基准图5为我们开发的系统级lsi仿真环境测试基准，该仿真环境可对含有外围规律的plat-92内核模型及系统lsi模型举行时序仿真。arm sdt对用及汇编语言创建的测试模型举行编译后生成的文件以及