IC設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在哪里？

怎么提高自己的代碼水平？

怎么提高自己的verilog能力？

IC設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在哪里？

這些其實(shí)都是一個(gè)問題。我們要知道我們寫代碼是要做什么，我們是要做到物理實(shí)現(xiàn)的。

所以，代碼的質(zhì)量和設(shè)計(jì)的難點(diǎn)一定是怎么做到容易實(shí)現(xiàn)，且實(shí)現(xiàn)的結(jié)果是我們的期望。一定不是寫的代碼多么漂亮。

當(dāng)然我不否認(rèn)漂亮的代碼更容易維護(hù)和debug，到這只是錦上添花的作用。

難點(diǎn)主要是性能，功耗，面積以及時(shí)序優(yōu)化。

一般來說，coding的難度并不是特別大，如果有詳細(xì)的設(shè)計(jì)文檔，以及較好的coding經(jīng)驗(yàn)，完成代碼實(shí)現(xiàn)問題不大。

IC圈有一句話叫：一千個(gè)人眼中有一千個(gè)哈姆雷特。為什么這樣說呢？

每個(gè)人的設(shè)計(jì)習(xí)慣不一樣，有的人喜歡相同的always塊寫多個(gè)變量，以便代碼盡量少，而有的人喜歡代碼盡量詳細(xì)，讓可讀性更好。還有就是不同的思維模式，處理異步等問題的方式不同，可能是fifo，也可能是握手，有的人喜歡用組合邏輯，而有的人喜歡用時(shí)序邏輯，例如序列檢測器可以用狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)也可以用移位寄存器實(shí)現(xiàn)，這些編碼方式不同將會(huì)導(dǎo)致綜合出來的結(jié)果差別很大。

以AXI master設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)難度不是特別大，要點(diǎn)包括：fifo處理數(shù)據(jù)和控制，outstanding深度控制，channel控制，組合邏輯實(shí)現(xiàn)背靠背等等。

如果只是簡單實(shí)現(xiàn)axi master，難度不大，但是第一個(gè)難點(diǎn)就是怎么實(shí)現(xiàn)背靠背，怎么讓性能實(shí)現(xiàn)100%？答案就是增加兩次傳遞之間的組合邏輯。

這個(gè)問題如果解決了，就可能帶來第二個(gè)問題，那就是時(shí)序問題，為什么呢？

因?yàn)榻M合邏輯導(dǎo)致delay過大，axi 頻率一般又較高，就難免導(dǎo)致后端時(shí)序做不下去。我們的解決辦法就是書上講的pipeline，在關(guān)鍵路徑將組合邏輯打散，但是這又是個(gè)技術(shù)活，有可能不是一條路徑需要加寄存器，寄存器匯聚前面的所有路徑都需要加寄存器。（好比axi接口打拍，不可能只對addr打拍，其他的也要打拍，否則不滿足協(xié)議，只是舉例，肯定不是這么簡單，因?yàn)檫€有握手）一般來說，我們需要借助spyglass和PT report，充分了解我們的設(shè)計(jì)，然后一個(gè)一個(gè)問題解決。

面積也是我們經(jīng)常要討論的點(diǎn)，還是以axi master為例，性能還有一個(gè)指標(biāo)就是outstanding能力，肯定是越大越好，但是這個(gè)buffer寬度比較大，一般使用sram實(shí)現(xiàn)，這將導(dǎo)致sram的面積過大，sram又比較貴，相應(yīng)的成本也上去了。怎么解決呢？書里是這么教我們的，分時(shí)復(fù)用，但是這種情況是不適合的，因?yàn)閏hannel互相獨(dú)立。我們一般就是根據(jù)應(yīng)用場景，例如前級IP的能力和需求使用參數(shù)控制outstanding深度。分時(shí)復(fù)用什么時(shí)候能用呢？一般就是計(jì)算單元的復(fù)用，以及內(nèi)存的復(fù)用，這需要對軟件應(yīng)用場景和算法非常清晰。

最后一個(gè)那就是功耗。比如我們設(shè)計(jì)的IP是多個(gè)module結(jié)合的，分為寄存器控制模塊，TXRX模塊，異步fifo，pm管理模塊，加上總線bridge。我們優(yōu)化功耗微觀上是優(yōu)化靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功耗，靜態(tài)功耗就是優(yōu)化cell，動(dòng)態(tài)功耗就是降頻。但是這只是細(xì)扣的時(shí)候考慮的，我們粗扣功耗時(shí)，一般就是power domain的優(yōu)化。什么意思呢？

那就是哪些邏輯時(shí)需要一起使用的，必須同時(shí)上下電？比如bridge和TXRX，要是不準(zhǔn)備發(fā)送，可以把bridge也關(guān)閉。哪些邏輯必須常開？pm模塊，控制寄存器的某些寄存器。等等

所以，一定要記住，RTL實(shí)現(xiàn)時(shí)一定要有這些思維，不能只為了實(shí)現(xiàn)功能，這樣如果后端做不下去，或者性能不達(dá)標(biāo)，你就需要一直修修改改，改的過程還融入引入各種bug，讓人非常頭大。

編輯：黃飛

?