数字集成电路设计流程是怎样？
2012-01-19 17:34:44   来源：   点击：

2 个答案

• 答案 1：

  受邀，简单针对FPGA和ASIC说几句吧。 FPGA的本质就是个ASIC，主要由一些最简单的逻辑电路单元和连线资源构成，通过更改连线方式便可实现不同的逻辑功能，但是资源是有限的，所以针对不同规模的电路需要选择不同的器件。 数字集成电路设计一般也是针对通用的库来实现，库一般由代工厂提供，其本质也就是基本的逻辑电路单元。至于ASIC中的连线资源，就比FPGA要灵活多了， 一般根据你想做几层金属，就可以走几层的线，这和PCB板布线类似。其资源相对就是无限的，或者说你电路规模多大，你就可以把芯片做多大。 针对以上两点，FPGA设计和ASIC设计有着很大的相似之处，至少在数字电路这一块基本是相同的，当然ASIC要考虑的东西比FPGA就要多得多了。 以设计一数字电路的IP核举例吧 第一步，首先是要实现功能，方式一般采用HDL描述，如verilog，VHDL。当然对于小规模电路也可以采用电路图输入的方式。 第二步，得保证电路功能的正确性，也叫验证，可以通过软件仿真，硬件仿真等方式实现。软件仿真一般比较直观，方便调试，因为每一时刻的状态都可以看到，这好比调试软件程序。硬件仿真一般就是指FPGA验证，就是把电路用FPGA实现，然后去跑，这个的好处就是速度很快，譬如一个视频解码核，解一帧图像出来，软件仿真就算用最好的服务器，也得跑上多少秒，但是在FPGA中实现的话，基本就是多少毫秒了。这对于一个需要大规模验证的电路来说，是必不可少的。 前面两步对于数字IP来说，ASIC和FPGA基本一致，除非一些实现技巧的差别。 第三步，在你描述的电路正确性得到确保之后，你就要实现它，就是要把你写的那些代码变成实实在在的电路，如寄存器还是与非门，这个过程就叫综合。由于电路规模日益复杂，一般最基本的电路就被做成了cell，如寄存器，与非门，就不会再细化到用三极管怎么去搭的问题了。这一步对于FPGA和ASIC来说就是最小的那个单元不一样。FPGA是做好的电路，一般顾及通用性和效能，基本电路单元就做得比较大，如LUT，就是由寄存器和与非门构成，你可能只用了其中一个与门，但是还会占用这么一个单元。对于ASIC来说，两输入的与非门，就是一个简单的门电路，甚至为了区分驱动能力和时序特性差异，还分了好几个等级，有的面积小，有的驱动能力强。总的来说这一步就是工具把你的描述变成基于库的电路描述。 第四步，你得到基于库的电路描述之后，就要考虑这些单元怎么摆放的问题，这叫布局布线。FPGA的话连线资源有限，所以需要不断地调整，在保证时序要求的情况下，把你的电路映射到其固定的资源分布图中间。ASIC的话一般是根据周边电路需求，时序要求，把你的电路放到芯片的某个位置。在摆好之后还得考虑连线是否能通，各级延时是否能满足电路的建立和保持时间要求等等。 第五步，输出。FPGA就是输出一个配置文件，告诉FPGA芯片该怎么样去配置其电路，使其实现预期功能。该文件可以在FPGA上电之后再由PC下载进去，也可以保存在Flash里，电路上电之后自动配置。ASIC就是输出一个版图文件，告诉代工厂该怎么去腐蚀硅片，该怎么连金属等等。 当然在这过程中间会有各种各样的辅助步骤。总的来说都是为了确保你设计的电路正确及正确实现你的电路。 罗罗嗦嗦说了一大堆，回头看似乎有点答不对题，其实你那些问题都不是问题，做过一遍之后就知道了，看别人说一大堆不如自己动手做一遍，具体做的过程有问题再提吧。

• 答案 2：

  不好意思，这个问题我感觉我回答不了，我不太明白你问得到底是什么。 FPGA差不多只相当于IC的前端设计吧，你要做ASIC就是做前端设计？如果只是做很普通的芯片的话，前端设计和FPGA上应该没有太大的区别的吧。但是现在数字一般不都是VLSI嘛，芯片面积，功耗，速度是主要考虑因素，设计的目标都是以这些指标为约束的，而这些指标都要考虑Layout时用得元件库啦之类的问题，这些都跟FPGA没有太大的关系，因为是ASIC嘛，设计都是面向特定的功能的，所以你说得那个什么时序啊之类的真是不好说。我不知道你到底想问什么，你的问题题目是流程，内容又不要太笼统，流程可不就是一个很笼统的东西么？？或者是你想问其中的某一步？？看你的问题，我大概能猜测到一点你的意思，但是我不确定，一句话：如果只是普通小规模芯片的话，数字IC前端设计跟FPGA应该没什么差别的。 另外，我只是刚毕业的大学生，不是工程师，知识水平有限。回答得不满意，还请见谅。