作为国家重点扶持的产业之一,中国的IC设计业近年来发展迅猛,设计能力也有大幅度提升。涌现了一批以视音频编解码SOC芯片为代表的高端芯片,其中有些芯片还得到了高端设备制造商的认可。 但是SOC芯片的规模日益庞大,功能日益复杂,一次性非重发费用NRE越来越昂贵,而芯片的产品周期却越来越短。伴随着SOC设计风险和上市时间的压力,SOC设计工程师们也面临着以SOC的验证为代表的诸多技术难题。 数字电视已经步入寻常百姓家,随着国家对数字电视发展的进一步政策指向,以及数字电视上下游厂家的共同努力,数字电视产业的井喷式发展已指日可待。 本文介绍了基于数字电视机顶盒应用的MPEG-SOC芯片中CPU子系统的设计。包括CPU子系统的硬件设计以及软件设计。CPU子系统的硬件设计主要包括CPU子系统的存储结构,外围的IP功能模块设计等。CPU子系统的软件设计主要包括RTOS在CPU子系统上的移植,以及基于机顶盒应用的软件系统设计。 验证已经成了SOC的设计过程中的瓶颈。与传统的ASIC功能验证不同,SOC的验证包括了硬件部分的验证,软件部分的验证以及软硬件接口的验证,软件部分的高速高效验证很难用传统的ASIC功能验证方法实现,但是软件设计的失败也将导致SOC芯片的设计失败。因此在SOC的验证中,软硬件协同验证居于核心地位。 本文讨论了软硬件协同验证技术,主要包括基于仿真环境的软硬件协同验证,以及基于FPGA原型的软硬件协同验证。基于仿真环境的软硬件协同验证主要采用模拟技术,利用软件环境或部分硬件加速模拟虚拟的原型目标系统,然后在该原型目标系统上执行软件代码,达到软硬件协同仿真验证的目的。基于FPGA原型的软硬件验证,主要利用FPGA可编程逻辑的特性,在PCB板级完成整个目标应用系统的原型样机,使原型系统可以在实际速度或接近于实际速度的条件下运行,能对复杂的SOC系统进行高速高效的开发和验证,从而减少设计失败的风险并缩短项目周期。