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随着IC设计技术的不断进步,SoC凭借其低成本,低功耗,高集成度的优势越来越广泛地应用于各个领域。对于集成电路设计者,如何在有限的时间内设计出满足要求的高性能集成电路系统成为IC设计工程师最需要考虑的问题。基于IP核的设计方法为设计者提供了便捷的实现方式。它使整个设计流程不必从最底层开始,而仅需要调用已成熟的设计模块像搭建积木一样来构建自己的系统。尽管如此,由于SoC系统往往包含数千万个晶体管,因此系统分析对硬件条件及时耗有着非常高的要求。对于强调缩短上市时间的集成电路业产业来说这是不可接受的。宏模型有着与被描述模块完全或者相似的外部端口特性,并具有简单的内部结构。因此用宏模型描述的IP模块设计SoC系统可以极大降低对计算机的硬件及分析时间要求。本文从宏模型的系统架构,构建方法入手,在具体分析现有的宏模型设计技术之上提出了一种适用于复杂逻辑数字模块的宏模型建立方法。本方法基于逻辑状态函数表,将模块的输入端与输出端建立直接的状态表函数关系。采用从存储器读取输出态的方式得到模块的输出,从而节省了冗繁的计算分析时间,提高了系统的设计效率。另一方面,这种归纳具体电路函数关系的方式由于展现出来的仅仅是一种函数意义上的对应关系,而非具体实现功能的电路或者相对应的实现语言,因此,采用这种方法也可保证电路模块的设计细节不被窃取。本文所涉及的系统为一款采用总线结构的精简指令集8位CPU,在详细阐述该CPU设计过程的基础之上,按照本文所提出的模型建立方法建立了各模块的宏模型,并将其组合构建为宏模型系统。最后与行为模型电路仿真波形相对比,证明了该方法的正确性与可靠性。同时,本文也介绍了基于宏模型的SoC验证法。作为三大形式化验证法之一的宏模型验证法可以很好地解决大规模集成电路中固有的状态爆炸性问题,因此是最为有效的SoC验证法。本文最后将利用所建立的宏模型系统验证该8位CPU设计的可实现性。本文研究成果:1.深入分析了宏模型的系统架构。2.详细研究了8位CPU的设计方法。3.在现有基础之上,提出新的宏模型构建方法。4.建立了8位CPU系统宏模型,并验证了设计成果。