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什么是芯片，芯片有什么作用

如果把中央处理器CPU比喻为整个电脑系统的心脏，那么主板上的芯片组就是整个身体的躯干。对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响到整个电脑系统性能的发挥，芯片组是主板的。

芯片组(Chipset)是主板的***组成部分，按照在主板上的排列位置的不同，通常分为北桥芯片和南桥芯片。VCS结合了节拍式算法和事件驱动算法，具有、大规模和的特点，适用于从行为级、RTL到Sign-Off等各个阶段。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥(Host Bridge)。

芯片组的识别也非常容易，以Intel 440BX芯片组为例，它的北桥芯片是Intel 82443BX芯片，通常在主板上靠近CPU插槽的位置，由于芯片的发热量较高，在这块芯片上装有散热片。供给层面：***制程对于模拟类产品推动作用较小，基本不受摩尔定律推动，因此模拟类产品性能更新迭代较慢。南桥芯片在靠近ISA和PCI槽的位置，芯片的名称为Intel 82371EB。其他芯片组的排列位置基本相同。对于不同的芯片组，在性能上的表现也存在差距。

除了通用的南北桥结构外，目前芯片组正向更的加速集线架构发展，Intel的8xx系列芯片组就是这类芯片组的代表，它将一些子系统如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片，能够提供比PCI总线宽一倍的带宽，达到了266MB/s;此外，矽统科技的SiS635/SiS735也是这类芯片组的新军。这一阶段使用VHDL或VerilogHDL语言的输入工具编写代码。除支持的DDR266，DDR200和PC133 SDRAM等规格外，还支持四倍速AGP显示卡接口及Fast Write功能、IDE ATA33/66/100，并内建了3D立体音效、高速数据传输功能包含56K数据通讯(Modem)、高速以太网络传输(Fast Ethernet)、1M/10M家庭网络(Home PNA)等。

数字IC设计流程

1、需求分析与规格制定

对市场调研，弄清需要什么样功能的芯片。

芯片规格，也就像功能列表一样，是客户向芯片设计公司提出的设计要求，包括芯片需要达到的具体功能和性能方面的要求。

　　2、架构设计与算法设计

根据客户提出的规格要求，对一些功能进行算法设计，拿出设计解决方案和具体实现架构，划分模块功能。

      3、HDL编码

　　使用硬件描述语言（VHDL，Verilog HDL）分模块以代码来描述实现，RTL coding，linux环境下一般用Gvim作为代码编辑器。

　　4、功能

验证就是检验编码设计的正确性。不符合规格要重新设计和编码。设计和验证是反复迭代的过程，直到验证结果显示完全符合规格标准。该部分称为前。

　　5、逻辑综合――Design Compiler

　　验证通过，进行逻辑综合。逻辑综合就是把HDL代码翻译成门级网表netlist。

综合需要设定约束条件，就是你希望综合出来的电路在面积，时序等目标参数上达到的标准。主要包括：后端设计简单说是P&R，像芯片封装和管脚设计，floorplan，电源布线和功率验证，线间干扰的预防和修正，时序收敛，自动布局布线、STA，DRC，LVS等，要求掌握和熟悉多种EDA工具以及IC生产厂家的具体要求。逻辑综合需要基于特定的综合库，不同的库中，门电路基本标准单元（standard cell）的面积，时序参数是不一样的。所以，综合库不一样，综合出来的电路在时序，面积上是有差异的。一般来说，综合完成后需要再次做验证（这个也称为后）

逻辑综合工具：Synopsys的Design Compiler，工具选择上面的三种工具均可。

　　6、静态时序分析——STA

Static Timing Analysis（STA），静态时序分析，验证范畴，它主要是在时序上对电路进行验证，检查电路是否存在建立时间（setup time）和保持时间（hold time）的违例（violation）。必须进行明智的封装材料选择、仔细控制的组装环境和在运输中采用密封包装及放置干燥剂等措施。这个是数字电路基础知识，一个寄存器出现这两个时序违例时，是没有办法正确采样数据和输出数据的，所以以寄存器为基础的数字芯片功能肯定会出现问题。

数字IC设计什么怎么进行的？

1、 需求分析。分析用户或市场的需求，并将其翻译成对芯片产品的技术需求。

2、 算法设计。设计和优化芯片中所使用的算法。这一阶段一般使用语言（如C\C++），利用算法级建模和工具（如Matlab，SPW）进行浮点和***的，进而对算法进行评估和优化。

3、 架构设计。根据设计的功能需求和算法分析的结果，设计芯片的架构，并对不同的方案进行比较。选择性能价格方案。这一阶段可以使用SystemC语言对芯片价格进行建模和分析。

4、 RTL设计。使用HDL语言完成对设计实体的RTL级描述。这一阶段使用VHDL或Verilog HDL语言的输入工具编写代码。

2、 算法设计。设计和优化

数字IC功能验证

集成电路规模的飞速增长,使得集成电路功能复杂度日益提升,一方面为信息技术产业带来了生机和活力,另一方面也产生了许多问题和挑战。因为模拟IC通常要输出高电压或者大电流来驱动其他元件，而CMOS工艺的驱动能力很差。集成电路的功能正确性是这些问题和挑战中的首要考虑因素,必须引起我们足够的重视。传统的功能验证主要通过验证工程师手工编写测试激励来进行,验证效率较为低下。

随着技术的发展,OVM、UVM等***的验证方法被成功引入,扩充了验证技术库。随着三星以及台积电在近期将完成14奈米、16奈米FinFET的量产，两者都想争夺Apple下一代的iPhone芯片代工，我们将看到相当精彩的商业竞争，同时也将获得更加省电、轻薄的手机，要感谢摩尔定律所带来的好处呢。但这些验证方法主要基于信号层级或事务层级来进行,并没有从更高层次的功能点角度去考虑验证问题。功能点的标准化概括、提取和层次分解仍然存在不足,而且测试激励需要人为去进行封装和组织,一定程度加大了验证平台搭建难度。为了弥补验证技术上在功能建模和激励自动生成上的缺陷,从不同角度去探究新的验证方法,课题组开展了相应的研究工作。

研究工作和技术进步主要包括以下几点:1、基于集成电路功能特点以及对功能规范的分析,针对集成电路功能验证需求,课题组共同创建了基于功能规范的功能模型F-M；针对该功能模型,开发出一套功能模型描述语言,并定义相应语法规则,用以描述数字系统、IP核等模块的功能行为。芯片规格，也就像功能列表一样，是客户向芯片设计公司提出的设计要求，包括芯片需要达到的具体功能和性能方面的要求。2、利用语言C/C++编写出解析编译器P-C,对上述功能模型语言进行解析,自动生成激励生成器和断言检测器,构建出SystemVerilog验证平台,自动产生测试激励。