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集成“硬”IP模塊的幾點(diǎn)建議

來源:江蘇新高科分析儀器有限公司   2016年05月13日 13:24  

對(duì)“硬”IP模塊—那些以GDSII數(shù)據(jù)庫形式提交的模塊—的集成,讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師能夠把某些過去不得不在公司內(nèi)部開發(fā)的模塊外包出去,從而把重點(diǎn)放在他們的核心競(jìng)爭(zhēng)力上。因此,購買和集成硬IP模塊正成為SoC設(shè)計(jì)工程師的一種工作方式。從A/D轉(zhuǎn)換器到ZigBee收發(fā)器,幾乎每一種功能都有現(xiàn)成的IP模塊。 

選擇合格的IP供應(yīng)商對(duì)于成功地實(shí)現(xiàn)IP集成是頭等大事。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo),虛擬插座接口聯(lián)盟(VSIA)和無晶圓廠半導(dǎo)體協(xié)會(huì)(FSA)正與企業(yè)攜手開發(fā)針對(duì)硬IP模塊及其供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)和客觀的質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)。 

過去幾年在提交這種IP期間,Impinj公司經(jīng)歷了各種IP的集成,其中,不乏一帆風(fēng)順的成功案例和損失慘重的敗績(jī)。如果遵循下列建議,就可以避免大部分的問題。 

建議 

1.要閱讀所有的文檔 

據(jù)Impinj估計(jì),在集成過程中出現(xiàn)的問題當(dāng)中,大約75%的問題來自用戶沒有*閱讀所有的文檔,這些文檔不僅僅包括數(shù)據(jù)表,還有所發(fā)布的各種注釋。大多數(shù)IP供應(yīng)商在提交清晰和簡(jiǎn)潔的文檔方面表現(xiàn)出色,設(shè)計(jì)工程師和項(xiàng)目通過閱讀這些文檔將獲益匪淺。 

2.要*驗(yàn)證工藝細(xì)節(jié) 

跟軟IP不一樣,硬IP模塊通常是針對(duì)特定的工藝節(jié)點(diǎn)—包括代工廠、幾何尺寸、特性和I/O選項(xiàng)—開發(fā)并進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)證的。在*的工藝節(jié)點(diǎn),這些細(xì)節(jié)變得更為重要。 

3.要了解你要集成的IP模塊的成熟度 

確保項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)容許量與整個(gè)IP模塊的風(fēng)險(xiǎn)相一致。VSIA正在開發(fā)一種硬IP質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn),以便對(duì)IP模塊質(zhì)量的優(yōu)缺點(diǎn)提供一個(gè)客觀的評(píng)價(jià)。 

4.要利用由IP供應(yīng)商提供的仿真工具 

大多數(shù)IP提供商在提交zui終硬IP模塊時(shí),甚至之前,就一起提供Verilog模型和測(cè)試平臺(tái)。在初始設(shè)計(jì)階段,利用這些工具就能夠?qū)δ芎蜁r(shí)序要求進(jìn)行100%的確認(rèn),并增加zui終流片成功的可能性。 

5.要規(guī)劃好測(cè)試方式 

所有的IP模塊都需要經(jīng)過測(cè)試,因此,掌握每一個(gè)模塊的特定測(cè)試要求是至關(guān)重要的。采取這種方式進(jìn)行設(shè)計(jì),你就可以把數(shù)據(jù)提交給IP模塊并觀察從其返回的信號(hào)。有時(shí)侯,這些模塊可以被集成到標(biāo)準(zhǔn)的掃描鏈中;而其它的情形可能需要的測(cè)試模式。


對(duì)于大多數(shù)硬IP集成流程,關(guān)注的焦點(diǎn)在于前端的規(guī)劃,在實(shí)際的IP集成過程中,大部分的問題都出現(xiàn)在這個(gè)階段。通過遵循這里提出的一些簡(jiǎn)單的指引,大部分的問題都可以避免。 

不建議 

1.認(rèn)為IP模塊不存在版圖的限制 

許多硬IP模塊都存在不允許走高速或高噪聲信號(hào)的“禁止布線區(qū)”。IP模塊也可能需要針對(duì)晶圓平坦度的特殊定位,而如果在版圖中出現(xiàn)IP模塊的旋轉(zhuǎn)的話,其性能就會(huì)下降。如果提前掌握IP模塊的版圖限制條件,圍繞其進(jìn)行規(guī)劃就容易得多。 

2.認(rèn)為針對(duì)IP模塊的物理集成方法與SoC的其它部分相同 

首先,zui重要的是要對(duì)GDSII層映射進(jìn)行匹配。例如,對(duì)于高性能模擬模塊,IP供應(yīng)商通常采用定制DRC或LVS平臺(tái)來驗(yàn)證其設(shè)計(jì)。這些平臺(tái)通常與標(biāo)準(zhǔn)代工廠的平臺(tái)兼容,但是將生成一系列已知的錯(cuò)誤和違規(guī)。IP供應(yīng)商應(yīng)該在整個(gè)設(shè)計(jì)工具包文檔中包含各種預(yù)期的違規(guī)。 

3.忽視IP模塊周圍的金屬覆蓋 

必須確保兩個(gè)條件:(1)IP模塊本身滿足所有需要的金屬覆蓋規(guī)則;(2)在IP模塊周圍,整個(gè)SoC已經(jīng)包含了足夠的填充金屬,以保證整個(gè)設(shè)計(jì)將滿足所有區(qū)域中的覆蓋規(guī)則。 

4.認(rèn)為已經(jīng)包含了ESD和止鎖焊盤 

采用Impinj公司的IP模塊,我們希望集成商提供經(jīng)過驗(yàn)證的ESD和對(duì)所有焊盤的止鎖保護(hù)功能,高電壓輸入除外。 

5.忽視電壓的要求 

IP模塊將詳細(xì)說明模塊輸入端的電壓要求。在SoC電源引腳和內(nèi)部IP互連之間的電壓降可能造成IP上的電壓落在規(guī)范要求之外,即使主供電電壓在規(guī)范之內(nèi)。此外,要核查電源上電順序的要求。理想情況下,要從開始就了解IP模塊對(duì)電源上電順序的要求,以確保其滿足整個(gè)應(yīng)用的要求。

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