片上网络(NoC)技术的挑战在哪里?

嵌入式电子设计社区内部发生了许多颠覆性的变化，这给开发人员带来了创建下一代高级数字IC的压力。下一代微控制器，ASIC和FPGA在某种程度上都是片上系统（SoC），具有多个内核和高级功能。

这意味着使用片上网络（NoC）确保数据在块之间的芯片周围有效移动至关重要。如果没有适当的片上通信解决方案，任何给定的芯片都将需要更多的内存才能有效地运行而没有延迟，这不符合成本效益。芯片之间需要高速宽带数据流的每个部分都应尽可能靠近放置，但是如果没有适当的总线设置，处理器的性能将会受到影响。

除了来自片外存储器的数据之外，还需要一个复杂的互连网络来在块之间路由数据流量。这可能意味着十几层的水平互连，以及这些层之间的许多垂直连接。所有这些必须在NoC内进行动态控制，并具有缓冲功能，以根据需求的变化来平滑和优化数据流，例如当两个IP块使用相同的内存时。

我们最近与Sondrel的NoC专家Anne-FrançoiseBrenton坐了下来。该公司被称为跨多个终端市场的高质量IC设计提供商，提供从系统到芯片供应的统包服务。

现在当我们谈论数字芯片设计中涉及的问题时，无论大小，可以很容易地说，这一切都在NoC中了，但这意味着什么呢？这对设计师有何影响？

好的。因此，在SoC中，您拥有处理器或图形引擎以及SPI（无论您想到什么接口），它们都在这种大型SoC上。您可以将它们视为乐高积木。不幸的是，他们的足迹不一样，而且彼此之间的交谈也不是很好。因此，在所有这些块之间都需要一些东西，这将有助于信息从CPU到各个IP块的传输，以控制这些IP，以及从IP到内存的传输数据。因此它们在中间互连，从一个块中获取信息，然后将其传输到另一个。它还负责格式的更改，例如协议和频率。

如果在授权的芯片通信中它具有芯片间或芯片内部的功能，那么SoC将会极大地扩展，但是我们已经有一段时间了SoC？

是。因此，在过去，当我20多年前开始工作时，您就已经进行了非常本地化的数据传输，因此通信实际上是点对点的。您可以使用一组电线和多路复用器轻松完成此操作。但是随着芯片复杂性的增加，您需要考虑性能要求，并能够在布局图上布置所有这些门，以便进行制造过程。

中间的图层可以被视为非常简单，就像一个交通信号灯一样。但是，一旦您获得了许多其他IP块，它就会变得更加混乱。您需要尝试从SoC平面图的一个角落转到各个地方。您需要注意频率限制，一些时序限制和技术规则，同时保持应用程序所需的性能。因此，对于每个给定的SoC而言，这都是独一无二的，与某种技术相比，这是独一无二的。而且必须在战术上真正做到。

那么，那时NoC的挑战在哪里？

您需要保持性能，因此需要获得有关IP块本身，它们将产生什么流量以及需要什么样的带宽以在SoC中维持的大量信息。您需要能够对这些流量进行建模，并确保对于具有所有这些流通过互连并行的给定用例，将满足性能。

然后转到实施，即物理实施。在这里，您发现了一系列新的挑战，因为您有一段路要走，而且您需要发射一个频率，所以您有时序约束，这在大型SoC上非常严峻。然后，返回到电路板和设计（NoC），以满足与裸片上IP位置相关的布局约束。

因此，挑战在于您需要首先拥有NoC才能开始集成，因为所有IP都将被插入。。.这就像一块固定的板子。 因此，您需要将所有IP都插入此主干。您的NoC设计到最后一刻，以确保您能够放置和布线完整的SoC。

现在，Sondrel如何将他们的增值放在这一挑战中，从而为工程师提供解决方案？

它贯穿整个链条，因此在项目初期，您需要一名架构师，以帮助客户定义产品，了解他们想要的性能，从而可以实施该产品。我们需要使用高级模型进行早期仿真，以了解让所有这些IP块（例如共享一个内存）是否有意义。

我们拥有能够进行此早期分析的人员。然后，当您证明它可以工作时，可以进行更精确的验证，其中您将RTL描述用于互连。但是您仍在使用一些流量建模来确保您的平台能够正常工作。

使用完整的SoC RTL进行的最终性能验证将需要使用特定的客户软件，但这几乎从来没有准备就绪。因此，您需要继续使用建模平台，但是在这里，我们将真正的RTL用于SoC主干网。这种对性能至关重要的路径通常是NoC，以及任何性能IP（例如DDR控制器），但可能包括低级缓存或我们需要验证其对内存性能要求的任何可用特定IP。

因此，一旦有了用于该SoC的RTL，就可以在仍然使用IP的理论带宽描述的同时拥有此性能验证元素。因此，这告诉您骨干网没有引入性能瓶颈。然后进入实施阶段，在每个阶段，我们都可以回顾一下以确保保持性能，这是关键。

好的。那么，如何将它们绑在一起呢？您在哪里协助公司？你知道我的意思？就像，我是一名工程师，正在整合我的SoC。我打电话给你，我们从那里去哪里？您如何引导工程师完成整个过程，以帮助他们在自己的解决方案中实施解决方案？

因此，我们需要帮助您了解需求或客户考虑的用例类型。我们需要将此描述转换为带宽和许可要求。然后，我们配置建模环境，并与客户紧密合作，以根据他们的期望查看建模结果。

然后，使用互连提供程序技术，您可以快速生成FTL，然后开始更精确的性能验证过程。团队实际上是在尝试以更自然的方式从客户那里获取所有信息。并将其转换为精确的参数和输入以生成互连。一旦有了这些，那么您当然就会拥有要考虑到每个技术参数的规格，并交给SoC团队。技术节点，布局的大小，块的大小。而且，我们会尽力而为，但始终以性能验证作为判断力。保持所需的性能。
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