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4.2 基于FPGA的SOC设计方法

目前，由于FPGA性能提升价格下降，同时嵌入越来越多内核，很自然地，很多IC设计公司将FPGA用于ASIC原型验证，把FPGA可编程的优点带到了SOC领域，其系统由嵌入式处理器内核、DSP单元、大容量处理器、吉比特收发器、混合逻辑、IP 以及原有的设计部分组成。

SOC 平台的核心部分是内嵌的处理内核，其硬件是固定的，软件则是可编程的；外围电路则由FPGA的逻辑资源组成，大都以IP 的形式提供，例如存储器接口、USB接口以及以太网MAC层接口等，用户根据自己需要在内核总线上添加，并能自己订制相应的接口IP 和外围设备。

基于FPGA的典型SOC开发流程为：

1、芯片内的考虑

从设计生成开始，设计人员需要从硬件/ 软件协同验证的思路入手，以找出只能在系统集成阶段才会被发现的软、硬件缺陷。然后选择合适的芯片以及开发工具，在综合过程得到优化，随后进行精确的实现，以满足实际需求。由于设计规模越来越大，工作频率也到了数百兆赫兹，布局布线的延迟将变得非常重要。为了确保满足时序，需要在布局布线后进行静态时序分析，对设计进行验证。

2、板级验证

在芯片设计完毕后，需要再进行板级验证，以便在印刷电路板(PCB) 上保证与最初设计功能一致。因此，PCB 布局以及信号完整性测试应被纳入设计流程。由于芯片内设计所做的任何改变都将反映在下游的设计流程中，各个过程之间的数据接口和管理也必须是无误的。预计SOC 系统以及所必须的额外过程将使数据的大小成指数增长，因此，管理各种数据集本身是急剧挑战性的任务。