Диссертация (1090013), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Он представляет собой форму, на которой находится список сигналов иих свойств, а также первоначально заданные им выводы микросхемы иредактируемые таблицы. Список сигналов и их свойств содержит названиесигналов,номерасоответствующихвыводов,типсигналов,атакжедополнительную информацию о выводах: напряжение на выводе, номер банка вкотором находится вывод и т.д. Данная информация используется для удобствасортировки выводов при создании правил назначения. Необходимо разместитьв строках и столбцах таблиц сигналы, для которых требуется взаимноепереназначение. Затем можно сохранить правила назначения в формате длясредства проектирования печатных плат.Правила назначения в средствах проектирования ПП позволяют выполнитьавтоматизированное планирование трассировки без учета технологическихограничений или с учетом лишь некоторых из них.
Пример результатовпланирования трассировки на различных слоях показан на рисунке 3.3.3. Наэтом рисунке представлен модуль размера 160 мм х 240 мм на основе двухсложно-функциональныхмикросхемПЛИСсболее1500сигналами(соединениями). У этих микросхем имеются группы сигналов, которые могутбыть назначены на различные сектора (банки) выводов ПЛИС. Распределениегрупп сигналов по секторам ПЛИС и слоям модуля выполняется без учетатехнологических ограничений, которые связанны со сквозными отверстиямисоединителей и обеспечением высокочастотной передачи данных. Затем учеттехнологических ограничений только под микросхемами ПЛИС позволяетсделать назначение сигналов их выводам в секторах с целью детальнойтрассировки модуля в доступном количестве слоев.
Это назначение, какправило, меняется в процессе детальной трассировки платы модуля.137Рис. 3.3.3. Результаты планирования трассировки модуля на основе ПЛИС.3.4 ВыводыЦелесообразностьвзаимногоразмещенияиновизнавыводовпредложеннойкристалласовокупностиобусловленаметодоввыполнениемтехнологических ограничений как для кристалла, так и для коммутационнойплаты корпуса микросхемы процессора, а также автоматизация примененияэтих методов в средствах проектирования собственной разработки.
Дляфрагментов периферии кристалла могут применяться различные методывзаимного размещения выводов. Отмечено, что при любом предложенномметоде взаимного размещения соблюдается принцип, при котором чем ближе138вывод к краю кристалла, тем ближе к кристаллу слой коммутационной платыкорпуса для подключения этого вывода.Эффективность и новизна предложенного метода формирования и оценкитопологическихтехнологическихавтоматизациейрисунковобусловленаограниченийвыполнениядлявыполнениемкорпусатопологическойконструкторско-микросхемы,трассировки.атакжеПредложеноприменение этого метода для оценки взаимного размещения выводовкристалла.
Возможно выполнение топологической трассировки только дляфрагмента периферии кристалла в определенных зонах на каждом слоекоммутационной платы корпуса.Составная частьСредства проектирования/ форматы данныхПроизводительсредствпроектированияКомпоненты подсистемыввода-вывода, контроля исинхронизацииРедактор символов и правилназначения (PBМ), Librarymanager / *.inp, *.hkp(форматы от Mentor GraphicsInc.)Собств. разработка(in-house software),Mentor Graphics Inc.Таблица выводовмикропроцессора (выводыкорпуса)Редактор матрицы корпуса(МЕ) / *.meСобств. разработка(in-house software)Периферия кристалламикропроцессора (кристаллс выводами)Компоненты и элементыконструкции корпусаЭлементы слоевкоммутационной платыкорпусаТиповой блокмикропроцессора (скомпонентами памяти ипитания)Элементы слоев печатнойплаты вычислительногомодуляПланировщик кристалла(DP), IC Compiler / *.dpf,*.dump (формат от SynopsysInc.)Менеджер назначения (ASM)/ *.asmРедактор коммутационнойплаты (SE), TopoR / *.sdb,*.mcm (формат от CadenceInc.)Собств.
разработка(in-house software)Design Capture, ExpeditionPCB / ODB++, RS-274X(gerber files)Mentor Graphics Inc.Design Capture, ExpeditionPCB / ODB++, RS-274X(gerber files)Mentor Graphics Inc.Собств. разработка(in-house software),Synopsys Inc.Собств. разработка(in-house software),Eremex Inc.Таблица 14. Средства проектирования для взаимосвязанных составных частеймногопроцессорного модуля.139Послевнедренияразработанныхсредствизсостава«ЛВВ»,характеристиками процесса проектирования многопроцессорных модулейможно считать составные части, средства их проектирования и форматыданных, которые представлены в таблице 14. До последнего временисуществовала тенденция, когда все новые технологии сборки микросхемвнедряютсядесятилетиями.Например,технологиямонтажакристаллаобъемными выводами на коммутационную плату корпуса (Flip-Chip) лишьспустя тридцать лет оказалась востребована и широко используется в массовомпроизводстве. Поэтому набор средств проектирования FCPacker из составасистемы автоматизации проектирования «ЛВВ» будет актуален еще много лет,а очень вероятно и десятилетия.
На данный момент FCPacker являетсядостаточноэффективнымвнутренним(in-house)наборомсредствпроектирования и экономически целесообразным ввиду значительных затрат наего замещение. Потенциальными потребителями FCPacker являются компании,проектирующие сложно-функциональные микросхемы, а также фабрики посборке микросхем. Возможна также продажа продукта специализирующейсякомпании на разработке и поставке систем автоматизации проектирования дляэлектроники, через которую данный продукт или его компоненты попадут ужек нескольким потребителям.140Глава 4.
Обеспечение итеративной отработки решенийДанная глава посвящена итеративной проработке проектных решениймногопроцессорного модуля на этапах функциональной верификации иподготовки к испытаниям микросхемы процессора. Для выполнения этихэтапов представлено вспомогательное оборудование: специализированныепрототипы на основе ПЛИС, стенды тестирования и разбраковки микросхемпроцессоров. Предложены экспериментальные методы компоновки составныхчастеймногопроцессорногомодуляприсозданиивспомогательнойаппаратуры: метод проработки интерфейсов модуля и метод проработкитиповых блоков процессора.4.1 Прототипы на основе программируемой логикиВданномаппаратурыразделедляэтапаопределеныосновныефункциональнойтипывспомогательнойверификациимногоядерныхпроцессоров.
Выделены особенности и принципы реализации прототипов наоснове ПЛИС, создаваемых с учётом топологической структуры кристалламногоядерного процессора и его окружения. Описаны задачи, возникающиепри создании структурно-зависимых прототипов на основе ПЛИС. Представленметод оптимизации программных модулей прототипов для сокращения срокових ввода в эксплуатацию. Приведены технические характеристики, полученныеприпрактическойреализациипрототиповчетырёхивосьмиядерногопроцессоров.4.1.1 Функциональная верификация серверных процессоровДля микросхем процессоров серверного типа существует тенденцияпостоянного увеличения количества вычислительных ядер при усложненииподсистемыпамяти.Такжетенденциейявляетсядобавлениеэнергосберегающих режимов работы и увеличение пропускной способностиканалов межпроцессорного обмена и ввода-вывода. Как следствие, повышаетсясложность задачи функциональной верификации проектируемых микросхем141процессоров на уровне регистровых передач (англ. register transfer level, RTL).Решение этой задачи, к примеру, в АО «МЦСТ» осуществляется на этапефункциональнойверификациипроцессоравсоставевычислительногокомплекса.Обеспечение наиболее полного тестового покрытия RTL-описаниямногоядерныхмикропроцессоровявляетсяосновнойзадачейэтапафункциональной верификации.
В условиях жёсткой конкуренции уменьшениевременитестированияаппаратныхосуществляетсясредств[67-75].путемПроизводителиприменениятакихсредствспециальныхвобластиавтоматизации проектирования выделяют несколько различных классов:ускорители программного моделирования (Palladium от ф. Cadence DesignSystems, Inc, VStation PRO и Veloce от ф. Mentor Graphics Inc.);аппаратные эмуляторы (Novo-G, ZeBu от ф. Synopsys Inc.);прототипы на основе ПЛИС (HAPS от ф.
Synopsys Inc.).Минимизациязатратиприемлемоевремявыполненияэтапафункциональной верификации может быть достигнута при использованиипрототипов на основе ПЛИС. Анализ доступных на рынке прототиповпоказывает возможность улучшения их эксплуатационных характеристик.Обеспечить это позволяет учет структуры проектируемого микропроцессора иего окружения. При этом необходимо учитывать сложность реализации вусловиях жёстких временных ограничений. Следовательно, важным являетсярезультат исследования методов разработки прототипов на основе ПЛИС,повышающих их технико-экономические и эксплуатационные характеристикии скорость проведения этапа функциональной верификации.4.1.2 Обзор аппаратных ускорителейДля выполнения этапа функциональной верификации микропроцессоровиспользуются программные RTL-симуляторы, а также специальные аппаратнопрограммные средства.
Последние можно разделить на четыре основные142группы, сравнительные характеристики которых представлены в таблице 15.Ускорители программного моделирования (от англ. hardware accelerator)предназначены для увеличения скорости обработки данных в программныхRTL симуляторах. Примером такого решения являются Palladium, VStation PROи Veloce.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
