194微电子学与计算机2006年第23卷第6期面向空间应用的片上系统集成技术研究辛明瑞1,2时晨2高德远1张伟功2(1西北工业大学,陕西西安710072)(2中国航天时代电子公司第七七一所,陕西西安710054)摘要:文章采用一种新颖方法对商用IP进行可靠性提升、完善,同时进行容错结构设计,建立了拥有自主知识产权的专用加固型标准单元库,构建了面向空间应用的SoC设计方法与流程,形成了面向空间电子系统的系统集成设计平台,用该技术实现了面向卫星等空间应用的32位嵌入式RISC处理器SoC芯片,获得了一次投片成功。关键词:片上系统,空间应用,IP,星载计算机中图法分类号:TP302.8文献标识码:A文章编号:1000-7180(2006)06-194-04TheStudyoftheTechnologyforSoCOrientedtoSpaceApplicationXINMing-rui1,2,SHIChen2,GAODe-yuan1,ZHANGWei-gong2(1NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi$an710072China)(2771InstituteofCASC,Xi$an710054China)Abstract:ThispaperpresentedanewkindofmethodfortheimprovementofreliabilityandperformanceofcommercialIP.Afterfaulttolerancedesign,wehavesetupadedicatedradiationhardenedstandardcelllibrarywhichweholdthewholeintellectualpropertyrights,andweconstructedthemethodanddesignflowsuitableforthedesignofSoCsforspaceorientedapplications,thesetogetherformedthesystemintegrationdesignplatformforspaceelectronicsystems.Thistechniquehasbeendemonstratedontheright-first-timesiliconovera32-bitembeddedRISCprocessorSoCforsatelliteandotherspaceapplications.Keywords:SoC,Spaceapplication,IP,On-boardcomputer1引言统甚至航天技术的进一步发展有着重要的意义。目前集成电路的特征尺寸进入超深亚微米(VDSM)的范围,集成电路已进入SoC(Systemon2SoC设计流程Chip)时代[1]。SoC具有速度快、集成度高、功耗低等面对SoC时代千万门规模的集成电路,传统的优点,这与市场上通信、电脑等消费电子产品向轻、以功能设计与逻辑优化为主线的设计方法已无能薄、短、小及低功耗、低成本发展的需求相互促进。为力。近年来迅速发展的以系统结构设计、功能组SoC已成为微电子领域的一个热门的研究课题。装、IP复用、软硬件协同设计等为代表的SoC设计随着航天技术的发展,对以星载计算机为代表方法逐渐成为大规模集成电路设计的主流方法[3],的空间电子系统的性能、功能、体积、重量及可靠性代表了新一代VLSI设计方法的发展趋势。的要求越来越高。SoC技术为星载计算机等空间电2.1IP的应用子系统的发展提供了良好的契机[2]。采用SoC技术长期以来,IC设计中广泛采用设计复用的方式不仅可以提高星载计算机的内部集成度,减小体积来提高设计效率和可靠性,降低设计成本。然而传重量,提高功能密度,而且可以提高性能,提高系统统的设计复用一般局限于一个公司内部以往的设的总体可靠度。因此研究并建立面向空间应用的计模块的照搬,并没有相关的规范,很大程度上依SoC设计与开发平台对于星载计算机等空间电子系赖公司的知识积累和设计人员的经验。随着设计规收稿日期:2005-08-20模的扩大和SoC设计的中心向用户端转移,这种设2006年第23卷第6期微电子学与计算机195计复用已不能完全满足SoC的发展要求。因此,成电路开发商为主,而是以整机开发商为主从系统1990年代后期提出了IP(IntelligentProperty)的概级开始,借助集成电路开发商提供的IP模块和后端念。IP以其良好的可传递性、可扩展性、可测试性及支持平台来进行。由于测试模型不足、延迟模型的标准化等特点,为SoC的进一步发展提供了方便