姜朋佐

摘要：本文重點(diǎn)分析了多媒體系統(tǒng)集成芯片與IP物理實(shí)現(xiàn)的相關(guān)內(nèi)容，在本次研究中，本文先介紹了多媒體系統(tǒng)集成芯片的的基本功能，并對(duì)其技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行闡述，并依靠建模分析，對(duì)其技術(shù)內(nèi)容作深入探討；最后結(jié)合IP物理實(shí)現(xiàn)的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)一步研究了多媒體系統(tǒng)集成芯片設(shè)計(jì)的基本速錄。

關(guān)鍵詞：多媒體系統(tǒng)；系統(tǒng)集成芯片；IP物理實(shí)現(xiàn)

隨著消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，各種媒體處理技術(shù)快速發(fā)展。在這種背景下，處理器的性能已經(jīng)成為影響系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵所在。從當(dāng)前實(shí)際情況來(lái)看，以硬件為主的多媒體處理系統(tǒng)具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，并且能滿(mǎn)足多種環(huán)境下的多媒體系統(tǒng)運(yùn)行。同時(shí)，IP物理實(shí)現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，為整個(gè)多媒體系統(tǒng)硬件系統(tǒng)發(fā)展提供了新的方向，已經(jīng)成為未來(lái)多媒體處理系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

一、多媒體系統(tǒng)集成芯片技術(shù)研究

當(dāng)前在多媒體集成芯片設(shè)計(jì)中，主要包含了兩個(gè)可編程的處理器內(nèi)核。在這種情況下，為了更好的滿(mǎn)足多媒體系統(tǒng)運(yùn)行的要求，系統(tǒng)集成芯片在整個(gè)系統(tǒng)處理中，一部分有硬件提供信息處理能力，另一部分主要由軟件提供設(shè)計(jì)的靈活性，確保能在最大程度上控制系統(tǒng)運(yùn)行。在功能實(shí)現(xiàn)中，多媒體系統(tǒng)集成芯片主要依靠標(biāo)準(zhǔn)單元實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的控制，在標(biāo)準(zhǔn)單元基礎(chǔ)的支撐下，相關(guān)人員能從系統(tǒng)資料庫(kù)中的各個(gè)單元版圖上設(shè)置一個(gè)同一高度點(diǎn)，除了等高的標(biāo)準(zhǔn)單元外，還支持插入單元模塊的工作，使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)一步達(dá)到預(yù)期水平。而在整個(gè)多媒體集成芯片的設(shè)計(jì)階段，驗(yàn)證成為評(píng)價(jià)系統(tǒng)集成芯片的關(guān)鍵點(diǎn)，因此，往往會(huì)在主要步驟結(jié)束之后，就及時(shí)采用靜態(tài)時(shí)序方法與邏輯驗(yàn)證的形式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)集成芯片運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，了解多種狀態(tài)下的流程搭配情況，進(jìn)而確定屏蔽控制、間距等多個(gè)常規(guī)數(shù)據(jù)資料，確保能及時(shí)對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行修復(fù)，最大程度上保證系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。同時(shí)，為了保證多媒體系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，還需要及時(shí)的定位問(wèn)題信息，并立足于整個(gè)芯片操作過(guò)程，對(duì)其中的問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)救，爭(zhēng)取能進(jìn)一步完善系統(tǒng)運(yùn)行。

在整個(gè)有關(guān)系統(tǒng)集成芯片硬件研究中，首先需要對(duì)硬件的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分與建模，以模型分析的方法，將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)化，也能將其劃分為多個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這樣才能在最大程度上保證系統(tǒng)模塊的運(yùn)行質(zhì)量。

二、基于建模視角的多媒體系統(tǒng)芯片研究

在當(dāng)前工藝條件下，受多方面因素影響，時(shí)序模型不準(zhǔn)確、信號(hào)完整性等都會(huì)對(duì)芯片后端設(shè)計(jì)工作產(chǎn)生不良影響。在這種背景下，如何快速確定設(shè)計(jì)可行性、明確系統(tǒng)的基本功能，成為相關(guān)人員關(guān)注的重點(diǎn)。因此，必須要通過(guò)模型分析的辦法，對(duì)多媒體系統(tǒng)芯片的優(yōu)化內(nèi)容做進(jìn)一步分析

由于在整個(gè)芯片設(shè)計(jì)過(guò)程中，其不同設(shè)計(jì)過(guò)程分別代表的不同的功能層次，因此在建模描述中，需要從高層次綜合、邏輯綜合、物理綜合等方面展開(kāi)分析。

（1）高層次綜合：主要負(fù)責(zé)將系統(tǒng)的算法級(jí)行為進(jìn)行描述，并將描述結(jié)果轉(zhuǎn)化為寄存器傳輸級(jí)。在整個(gè)應(yīng)用中，高層次綜合確定了電路的宏觀結(jié)構(gòu)，并生成了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)級(jí)結(jié)構(gòu)試圖，并明確了電路功能到操作符號(hào)之間的關(guān)系，并會(huì)對(duì)不同對(duì)應(yīng)關(guān)系之間的執(zhí)行結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，高層次綜合是整個(gè)多媒體系統(tǒng)芯片研究模型分析中必須要考慮的一點(diǎn)。

（2）邏輯綜合：邏輯綜合的主要內(nèi)容就是將寄存器的傳輸級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，并使其轉(zhuǎn)化為邏輯級(jí)的結(jié)構(gòu)。與高層次綜合相比，邏輯綜合確定了電路的誒管結(jié)構(gòu)，并且不同邏輯原型之間的互連關(guān)系也會(huì)通過(guò)邏輯綜合的形式表現(xiàn)出來(lái)。

（3）物理綜合：物理綜合主要負(fù)責(zé)將微觀電路及結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，并使其轉(zhuǎn)化為版圖集的物理描述方法。從整個(gè)物理級(jí)的變化情況來(lái)看，依靠在不同版圖上構(gòu)建的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能進(jìn)一步深化明確芯片的標(biāo)準(zhǔn)單元級(jí)別，并對(duì)其物理布局、幾何形狀等進(jìn)行描述，進(jìn)一步加深相關(guān)人員對(duì)多媒體系統(tǒng)集成芯片的認(rèn)識(shí)

本文在綜合上述三個(gè)層次后認(rèn)為，由于現(xiàn)階段芯片設(shè)計(jì)開(kāi)始朝著大規(guī)模、高性、短周期方向發(fā)展，高層次綜合與物理綜合的應(yīng)用范圍將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，這將會(huì)進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)，在未來(lái)，三種技術(shù)之間通過(guò)相互借鑒，能有效的完善系統(tǒng)運(yùn)行的邏輯，進(jìn)一步滿(mǎn)足系統(tǒng)運(yùn)行的要求。

三、基于IP物理實(shí)現(xiàn)的多媒體系統(tǒng)集成芯片研究

在綜合考慮集成芯片系統(tǒng)靈活性和可復(fù)用性的基礎(chǔ)上，本文認(rèn)為在整個(gè)多媒體系統(tǒng)集成芯片設(shè)計(jì)中，必須要充分考慮工藝約束的影響。

1、整體布局規(guī)劃。IP物理設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)就是模塊級(jí)物理設(shè)計(jì)，需要確定模塊形狀，并做好模塊端口位置分配，保證其分配情況能有效滿(mǎn)足集成芯片內(nèi)部布線的要求。

為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，首先需要嚴(yán)格按照模塊內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)單元確定當(dāng)前模塊面積，并用常見(jiàn)的矩形來(lái)約束其形狀。在這個(gè)過(guò)程中，軟模塊端口對(duì)于硬核物理規(guī)劃中邊界的一小段金屬條，并依靠這個(gè)金屬條來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)全局信號(hào)的控制與互連。在這種條件下，這些金屬條都被稱(chēng)為端口分配，是保證系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)性的關(guān)鍵。

2、時(shí)鐘樹(shù)規(guī)劃。為了達(dá)到面積最優(yōu)化的目的，硬IP設(shè)計(jì)應(yīng)該具有較高的利用率，并按照不同的應(yīng)用策略，保證其始終具有較高的運(yùn)行水平。例如在高速M(fèi)AC設(shè)計(jì)中，初始硬IP的設(shè)計(jì)利用率往往會(huì)超過(guò)81%，即使在對(duì)其布局線進(jìn)行優(yōu)化后，其整體利用率依然能超過(guò)70%。因此在時(shí)鐘樹(shù)規(guī)劃過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)布線資源進(jìn)行有效的分配，才能在最大程度上保證布線質(zhì)量。

鑒于400MHz以上主頻的設(shè)計(jì)目標(biāo)，高速始終網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)內(nèi)部容易對(duì)其他信號(hào)產(chǎn)生影響，因此針對(duì)這種情況，建議將時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)從常用的3/4層遷移至5/6層，使干擾點(diǎn)遠(yuǎn)離原有的信息處理關(guān)鍵層，這樣系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量將會(huì)得到進(jìn)一步的保證。

4、結(jié)語(yǔ)

本文重點(diǎn)研究了多媒體系統(tǒng)基層芯片與IP物理實(shí)現(xiàn)的相關(guān)內(nèi)容，從本文研究?jī)?nèi)容來(lái)看，模塊化分析解決多媒體系統(tǒng)基層芯片與IP物理實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，在這個(gè)過(guò)程中，相關(guān)人員必須要加深對(duì)多媒體系統(tǒng)基層芯片技術(shù)的認(rèn)識(shí)，并結(jié)合IP物理實(shí)現(xiàn)技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)整個(gè)多媒體系統(tǒng)基層芯片實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析，保證其設(shè)計(jì)水平能達(dá)到預(yù)期。

參考文獻(xiàn)

[1] 于鑫.基于信息物理系統(tǒng)架構(gòu)的微機(jī)接口遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].吉林大學(xué)，2015.

[2] 梁駿.高清機(jī)頂盒芯片設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].浙江大學(xué)，2014.

[3] 韓曉霞，SOC中的連線模型與面向布局布線的設(shè)計(jì)方法及時(shí)延/功耗優(yōu)化方法研究[D].浙江大學(xué)，2005.