Рис. 1. Этапы архитектурного планирования в общем маршруте проектирования
Маршрут проектирования систем на кристалле используется, когда применяются IP-блоки или выполнение проекта распределяется между несколькими группами (компаниями). В данном маршруте логический проект уже имеет заданное физическое разделение, когда блоки остаются едиными как логически, так и физически. Типичный проект системы на кристалле состоит из ряда блоков верхнего уровня, которые физически размещаются на этапе архитектурного планирования кристалла, а затем проект трассируется с использованием каналов между блоками.
При проектировании ASIC, когда нет заданной физической иерархии, архитектурное планирование применяется для проектов, слишком больших для типичных процедур проектирования (синтеза,
размещения и
трассировки). Целью архитектурного планирования в данном маршруте является разбиение кристалла на блоки, которые затем могут быть спроектированы независимо друг от друга, как если бы они являлись отдельными кристаллами. Для каждого такого блока генерируется набор граничных требований, включая его конфигурацию, расположение портов и временные ограничения. Затем производится ассамблирование проекта, аналогично системе на кристалле.
Пакет IC Wizard компании Monterey Design Systems (www.montereydesign.com), маршрут проектирования в котором показан на рис. 2, поддерживает архитектурное планирование для всех типов проектов и позволяет оценить на ранних
стадиях проектирования, ещё до того, как будет готово описание всего проекта на языках VHDL/Verilog на
уровне регистровых передач, такие характеристики физического проекта, как производительность, площадь, соотношение сторон, схемы питания и синхронизации, падение напряжения и эффекты электромиграции.
Рис. 2. Архитектурное планирование кристалла в системе IC Wizard
Задача архитектурного планирования состоит из двух составных частей: с одной стороны, это собственно планирование, связанное с разбиением проекта на блоки, с другой стороны, это иерархическая интеграция проекта на основе блоков. Задачи, решаемые в системе IC Wizard на этапах иерархического планирования и интеграции, показаны на рис. 3.
Рис. 3. Иерархическое планирование и интеграция в IC Wizard
Таким образом, IC Wizard может использоваться на всех стадиях выполнения проекта, от определения архитектуры кристалла до конечной физической реализации:
- для создания архитектурного плана кристалла на начальных стадиях выполнения проекта (до описания проекта на уровне регистровых передач) и оценки его ключевых характеристик;
- для многоуровневого иерархического разбиения проекта на блоки с генерацией списков цепей, физических и временных ограничений для каждого блока;
- по мере готовности физического прототипа или топологии для отдельных блоков для модификации архитектурного плана кристалла и уточнения физических и временных требований к другим блокам;
- для трассировки всех глобальных (межблочных) соединений, включая цепи питания и синхронизации, и ассамблирования кристалла.
Архитектурное планирование также позволяет разработчикам систем на кристаллах сделать оценки, связанные с использованием существующих IP-блоков, заданных как на уровне регистровых передач, так и на уровне готовой топологии. Выбор окончательной конфигурации может быть сделан за счёт быстрой подстановки различных IP-блоков и оценки их влияния на общие системные параметры.
Архитектурное планирование является первым шагом на пути к предсказуемому успешному созданию систем на кристаллах. Главной его задачей является быстрое определение физического разбиения кристалла, требований к отдельным блокам и управление взаимодействием между всеми подсистемами в процессе проектирования, начиная с определения архитектуры и до получения финальной топологии.
