高级HDL综合和SoC原型设计

高级HDL综合和SoC原型设计
作 者: 瓦伊巴夫·塔拉特
出版社: 科学出版社
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暂缺《高级HDL综合和SoC原型设计》作者简介

内容简介

《高级HDL综合和SoC原型设计》通过实际案例介绍高级HDL综合与SoC原型设计,提供有关SoC和ASIC设计性能改进的实用信息。《高级HDL综合和SoC原型设计》共16章,内容包括SoC设计、RTL设计指南、RTL设计和验证、处理器设计和架构设计、SoC设计中的总线和协议、存储器和存储控制器、DSP算法与视频处理、ASIC和FPGA综合、静态时序分析、SoC原型设计、SoC原型设计指南、设计集成与SoC综合、互连线延迟和时序、SoC原型设计和调试技巧、板级测试等。《高级HDL综合和SoC原型设计》源于作者在RTL和SoC设计领域多年实践经验的总结,旨在为SoC设计工程师提供有价值的参考。

图书目录

目录

第?1?章 概述 1

1.1 摩尔的预言与现实 2

1.2 ASIC设计与工艺节点的缩减 5

1.3 英特尔处理器的演变 6

1.4 ASIC设计 7

1.5 ASIC设计流程 10

1.6 ASIC/SoC设计的挑战 13

1.7 总结 14

第?2?章 SoC设计 15

2.1 SoC设计 16

2.2 SoC设计流程 17

2.3 SoC原型设计与挑战 20

2.4 总结 21

第?3?章 RTL设计指南 23

3.1 RTL设计指南 24

3.2 RTL设计实际场景 25

3.3 用括号运算符分组 30

3.4 三态总线和三态逻辑 31

3.5 敏感列表不完整 32

3.6 共享公共资源 33

3.7 多时钟域设计 36

3.8 临时变量的赋值顺序 37

3.9 门控时钟 38

3.10 时钟使能 39

3.11 总结 39

第?4?章 RTL设计和验证 41

4.1 SoC的RTL设计策略 42

4.2 SoC的RTL验证策略 43

4.3 设计场景 44

4.4 状态机的优化 47

4.5 复杂设计的RTL设计 49

4.6 顶层RTL设计 50

4.7 总结 50

第?5?章 处理器设计和架构设计 53

5.1 处理器架构和基本参数 54

5.2 处理器功能与架构设计 58

5.3 处理器架构与微架构 59

5.4 RTL设计与综合策略 69

5.5 设计场景 70

5.6 性能提升 77

5.7 在SoC原型设计中处理器的应用 78

5.8 总结 79

第?6?章 SoC设计中的总线和协议 81

6.1 数据传输方案 82

6.2 三态总线 83

6.3 串行总线协议 84

6.4 总线仲裁 87

6.5 设计场景 88

6.6 高密度FPGA结构和总线 94

6.7 单主控AHB 96

6.8 本讨论对SoC原型设计有何帮助? 97

6.9 总结 97

第?7?章 存储器和存储控制器 99

7.1 存储器 100

7.2 DDR 105

7.3 SRAM控制器和时序约束 106

7.4 SDRAM控制器和时序约束 107

7.5 FPGA设计与存储器 108

7.6 存储器控制器 110

7.7 本讨论对SoC原型设计有何帮助? 111

7.8 总结 114

第?8?章 DSP算法与视频处理 115

8.1 DSP处理器 116

8.2 DSP算法与实现 117

8.3 DSP处理环境 119

8.4 数字信号处理算法的架构 119

8.5 视频编码器和解码器 121

8.6 本讨论对SoC原型设计有何帮助? 122

8.7 设计场景 125

8.8 总结 128

第?9?章 ASIC和FPGA综合 129

9.1 设计分区 130

9.2 RTL 综合 131

9.3 设计约束 132

9.4 综合和约束 133

9.5 基于FPGA的SoC原型设计的综合 136

9.6 FPGA和ASIC综合过程中的实际场景 139

9.7 总结 140

第?10?章 静态时序分析 141

10.1 同步电路与时序 142

10.2 亚稳态 143

10.3 亚稳态和多时钟域设计 144

10.4 时序分析 144

10.5 时序收敛 145

10.6 同步设计中的时序路径 147

10.7 时序分析工具应具备的功能 150

10.8 建立时间分析 150

10.9 保持时间分析 153

10.10 时钟的网络延迟 155

10.11 生成时钟 155

10.12 时钟多路复用与假路径 156

10.13 门控时钟 156

10.14 多周期路径 157

10.15 FPGA设计中的时序 157

10.16 FPGA设计中的时序分析 158

10.17 本讨论对SoC原型设计有何帮助? 159

10.18 总结 160

第?11?章 SoC原型设计 161

11.1 基于FPGA的SoC原型设计 162

11.2 高密度FPGA和原型设计 165

11.3 Xilinx 7系列FPGA 166

11.4 总结 173

第?12?章 SoC原型设计指南 175

12.1 SoC原型设计阶段应遵循的指导原则 176

12.2 对RTL进行修改以使其具有FPGA的等效功能 177

12.3 原型制作过程中的注意事项 179

12.4 单FPGA设计的SoC原型设计指南 182

12.5 多FPGA设计的SoC原型设计指南 186

12.6 原型设计阶段IP使用指南 188

12.7 引脚复用设计指南 189

12.8 IO 多路复用及在原型设计中的应用 189

12.9 使用LVDS进行高速串行数据传输 191

12.10 使用LVDS在并行线上发送时钟信号 191

12.11 使用增量编译流程 191

12.12 总结 192

第?13?章 设计集成与SoC综合 193

13.1 SoC架构 194

13.2 设计分区 194

13.3 设计分区中的挑战 195

13.4 如何克服分区难题? 198

13.5 设计分区对EDA工具的需求 200

13.6 更好的原型设计综合效果 202

13.7 FPGA设计中的约束与综合 204

13.8 总结 206

第?14?章 互连线延迟和时序 207

14.1 接口与互连 208

14.2 高速数据传输接口 209

14.3 多FPGA通信接口 210

14.4 延迟互连 211

14.5 板级延迟时序 212

14.6 设计接口逻辑时的注意事项 214

14.7 IO规划与约束 215

14.8 IO复用 217

14.9 FPGA的IO端口综合 219

14.10 现代FPGA的IO和接口 219

14.11 本讨论对SoC原型设计有何帮助? 220

14.12 总结 221

第?15?章 SoC原型设计和调试技巧 223

15.1 SoC设计与考虑因素 224

15.2 选择目标FPGA 225

15.3 SoC原型开发平台 226

15.4 如何降低原型设计的风险? 227

15.5 原型设计的挑战与对策? 228

15.6 多FPGA架构与限制因素 229

15.7 Zynq原型板特点 230

15.8 总结236

第?16?章 板级测试 237

16.1 板级启动及需要测试的内容 238

16.2 调试计划与检查清单238

16.3 FPGA板上有哪些不同的问题? 240

16.4 多FPGA接口的测试 241

16.5 调试逻辑与逻辑分析仪的使用 243

16.6 系统级验证与调试 247

16.7 SoC原型的未来发展 248

16.8 总结 249

附录 251

附录A 常用Synopsys命令 252

附录B Xilinx-7系列 252

附录C Intel FPGA Stratix 10系列 254