[发明专利]一种可配置片上系统中保持架构、软件及硬件一致性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子领域，特别是一种CSOC芯片设计方法。

技术背景

CSOC(Configurable System On Chip)可配置片上系统，是在一个芯片上集成了FPGA(Field Programmable Gate Array)、嵌入式处理器(ARM、8051、MIPS等)的系统，综合了FPGA可配置特性以及处理器灵活性，得到了越来越广泛的应用。由于在CSOC系统中引入了FPGA，因此需要专门的软件支持。传统的CSOC系统设计方法软件和硬件设计基本上是两个独立的分支，软硬件的协同设计难以保证，只能通过后期大量的仿真和验证来保证软硬件设计的一致性，耗时且效率不高。

CSOC与ASIC、ASSP设计的一个很大的不同在于，CSOC除了需要完成硬件设计之外，还需要强大的软件支持，这对软硬件的协同设计提出了很高的要求，另外由于涉及软件和硬件两个方面，因此很难有效的进行系统设计的前期评估。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供了一种针对CSOC中软硬协同设计问题，提出了一种CSOC架构、软件、硬件统一与验证方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种CSOC系统中保持架构、软件及硬件一致性的方法，其包括以下步骤：采用硬件描述语言描述CSOC系统的架构模型；基于所述架构模型通过配置参数和行为级描述采用硬件描述语言描述软件模型；基于所述架构模型采用硬件描述语言描述硬件模型。

优选地，所述方法进一步包括，软件模型一旦发生变动，硬件模型和架构模型相应地发生变动；硬件模型一旦发生变动，软件模型和架构模型相应地发生变动。

优选地，所述描述CSOS系统的架构模型的步骤包括：针对基本逻辑单元和基本互联单元结构采用硬件描述语言建模，确定基本逻辑单元和互连单元的结构，形成基本的架构模型；针对IP(MCU，EMB，MAC)、clock和IO的模型，通过自动化的脚本，形成完整的系统级架构模型；

优选地，所述方法进一步包括：通过分析大量测试用例的运行结果，进行绕通性分析及性能分析，对CSOC的系统架构进行优化。

优选地，所述方法进一步包括：通过软件可配置参数的调整和硬件设计改变导致的模块端口变化对所述架构模型进行微调。

优选地，所述基于所述架构模型通过配置参数和行为级描述采用硬件描述语言描述软件模型步骤进一步包括：根据所述架构模型中的基本逻辑单元、基本互联单元和时钟的结构采用硬件描述语言描述软件模型的基本逻辑单元、基本互连单元和时钟；根据所述架构模型中的IP和IO的结构，采用硬件描述语言描述软件模型的IP和IO；通过脚本，将基于基本的逻辑互连单元扩展为可配置逻辑阵列；根据所述系统模型中的各模块间的互联通过软件可配置的参数信息与硬件配置位对应关系将可配置逻辑阵列、系统IP、时钟及IO连接起来形一个完整的CSOC系统软件模型。

优选地，所述基于所述架构模型采用硬件描述语言描述硬件模型的步骤进一步包括：对于基于晶体管级的电路设计，根据所述架构模型中的接口和功能定义，在完成电路设计后，首先确定电路设计中的基本单元，然后基于硬件描述语言对这些基本单元的功能进行描述，加上基于电路设计自动抽取的顶层的互连网表即可得到完整的硬件模型；对于IP设计，根据架构模型中的接口及功能定义，完成晶体管级的电路设计，并对所述晶体管级的电路进行逻辑综合和布局布线然后得到布局布线之后的硬件网表即可作为这些模块的硬件模型。

优选地，验证根据权利要求1建立的软件模型和硬件模型一致性的方法，其包括以下步骤：将所述软件模型和硬件模型分为上层软件模型、上层硬件模型和下层软件模型、下层硬件模型，上层软件模型和硬件模型描述的是软件模型和硬件模型里各模块之间的互连结构，下层软件模型和硬件模型描述的是具体每个模块的接口及功能；通过仿真和验证确保下层软件模型和下层硬件模型一致；和将所述软件模型和硬件模型中每个模块对应一个脚本，采用同一个脚本同时产生同属上层软件模型和上层硬件模型内同一层的软件模块和硬件模块，直到上层软件模块的顶层和上层硬件模块的顶层。

优选地，所述通过仿真和验证确保下层软件模型和下层硬件模型一致的步骤进一步包括：将下层软件模型和下层硬件模型进行联合仿真以及形式验证，确保下层软件模型和下层硬件模型各子模块功能的正确性，以及下层软件模型和下层硬件模型一致；将下层硬件模型与实际的硬件电路进行形式验证，确保电路设计与下层硬件模型一致；将下层硬件模型与布局布线之后的硬件电路进行布局与电路结构检查，确保硬件模型与布局布线之后最终硬件电路一致。