關于多媒體系統集成芯片和IP物理實現的分析

姜朋佐

摘要：本文重點分析了多媒體系統集成芯片與IP物理實現的相關內容，在本次研究中，本文先介紹了多媒體系統集成芯片的的基本功能，并對其技術內容進行闡述，并依靠建模分析，對其技術內容作深入探討；最后結合IP物理實現的相關內容，進一步研究了多媒體系統集成芯片設計的基本速錄。

關鍵詞：多媒體系統；系統集成芯片；IP物理實現

隨著消費類電子產品的應用領域不斷擴大，各種媒體處理技術快速發展。在這種背景下，處理器的性能已經成為影響系統運行的關鍵所在。從當前實際情況來看，以硬件為主的多媒體處理系統具有強大的計算能力，并且能滿足多種環境下的多媒體系統運行。同時，IP物理實現技術的發展，為整個多媒體系統硬件系統發展提供了新的方向，已經成為未來多媒體處理系統發展的主要趨勢。

一、多媒體系統集成芯片技術研究

當前在多媒體集成芯片設計中，主要包含了兩個可編程的處理器內核。在這種情況下，為了更好的滿足多媒體系統運行的要求，系統集成芯片在整個系統處理中，一部分有硬件提供信息處理能力，另一部分主要由軟件提供設計的靈活性，確保能在最大程度上控制系統運行。在功能實現中，多媒體系統集成芯片主要依靠標準單元實現對整個系統運行的控制，在標準單元基礎的支撐下，相關人員能從系統資料庫中的各個單元版圖上設置一個同一高度點，除了等高的標準單元外，還支持插入單元模塊的工作，使整個系統的運行進一步達到預期水平。而在整個多媒體集成芯片的設計階段，驗證成為評價系統集成芯片的關鍵點，因此，往往會在主要步驟結束之后，就及時采用靜態時序方法與邏輯驗證的形式對整個系統集成芯片運行過程進行評價，了解多種狀態下的流程搭配情況，進而確定屏蔽控制、間距等多個常規數據資料，確保能及時對可能出現的故障進行修復，最大程度上保證系統運行質量。同時，為了保證多媒體系統運行質量，還需要及時的定位問題信息，并立足于整個芯片操作過程，對其中的問題進行補救，爭取能進一步完善系統運行。

在整個有關系統集成芯片硬件研究中，首先需要對硬件的基本結構進行劃分與建模，以模型分析的方法，將整個系統進行細化，也能將其劃分為多個系統結構，這樣才能在最大程度上保證系統模塊的運行質量。

二、基于建模視角的多媒體系統芯片研究

在當前工藝條件下，受多方面因素影響，時序模型不準確、信號完整性等都會對芯片后端設計工作產生不良影響。在這種背景下，如何快速確定設計可行性、明確系統的基本功能，成為相關人員關注的重點。因此，必須要通過模型分析的辦法，對多媒體系統芯片的優化內容做進一步分析

由于在整個芯片設計過程中，其不同設計過程分別代表的不同的功能層次，因此在建模描述中，需要從高層次綜合、邏輯綜合、物理綜合等方面展開分析。

（1）高層次綜合：主要負責將系統的算法級行為進行描述，并將描述結果轉化為寄存器傳輸級。在整個應用中，高層次綜合確定了電路的宏觀結構，并生成了相應的結構級結構試圖，并明確了電路功能到操作符號之間的關系，并會對不同對應關系之間的執行結果產生影響。因此，高層次綜合是整個多媒體系統芯片研究模型分析中必須要考慮的一點。

（2）邏輯綜合：邏輯綜合的主要內容就是將寄存器的傳輸級結構進行描述，并使其轉化為邏輯級的結構。與高層次綜合相比，邏輯綜合確定了電路的誒管結構，并且不同邏輯原型之間的互連關系也會通過邏輯綜合的形式表現出來。

（3）物理綜合：物理綜合主要負責將微觀電路及結構進行描述，并使其轉化為版圖集的物理描述方法。從整個物理級的變化情況來看，依靠在不同版圖上構建的電路拓撲結構，能進一步深化明確芯片的標準單元級別，并對其物理布局、幾何形狀等進行描述，進一步加深相關人員對多媒體系統集成芯片的認識

本文在綜合上述三個層次后認為，由于現階段芯片設計開始朝著大規模、高性、短周期方向發展，高層次綜合與物理綜合的應用范圍將會進一步擴大，這將會進一步優化系統的運行結構，在未來，三種技術之間通過相互借鑒，能有效的完善系統運行的邏輯，進一步滿足系統運行的要求。

三、基于IP物理實現的多媒體系統集成芯片研究

在綜合考慮集成芯片系統靈活性和可復用性的基礎上，本文認為在整個多媒體系統集成芯片設計中，必須要充分考慮工藝約束的影響。

1、整體布局規劃。IP物理設計的實質就是模塊級物理設計，需要確定模塊形狀，并做好模塊端口位置分配，保證其分配情況能有效滿足集成芯片內部布線的要求。

為了達到這個目標，首先需要嚴格按照模塊內部的標準單元確定當前模塊面積，并用常見的矩形來約束其形狀。在這個過程中，軟模塊端口對于硬核物理規劃中邊界的一小段金屬條，并依靠這個金屬條來實現對全局信號的控制與互連。在這種條件下，這些金屬條都被稱為端口分配，是保證系統運行平穩性的關鍵。

2、時鐘樹規劃。為了達到面積最優化的目的，硬IP設計應該具有較高的利用率，并按照不同的應用策略，保證其始終具有較高的運行水平。例如在高速MAC設計中，初始硬IP的設計利用率往往會超過81%，即使在對其布局線進行優化后，其整體利用率依然能超過70%。因此在時鐘樹規劃過程中，應該對布線資源進行有效的分配，才能在最大程度上保證布線質量。

鑒于400MHz以上主頻的設計目標，高速始終網絡在系統內部容易對其他信號產生影響，因此針對這種情況，建議將時鐘網絡從常用的3/4層遷移至5/6層，使干擾點遠離原有的信息處理關鍵層，這樣系統的運行質量將會得到進一步的保證。

4、結語

本文重點研究了多媒體系統基層芯片與IP物理實現的相關內容，從本文研究內容來看，模塊化分析解決多媒體系統基層芯片與IP物理實現的關鍵，在這個過程中，相關人員必須要加深對多媒體系統基層芯片技術的認識，并結合IP物理實現技術的相關內容，對整個多媒體系統基層芯片實現進行分析，保證其設計水平能達到預期。

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