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　　身處市場領先地位的SoC(系統單芯片)設計團隊認為，“慣常的業務”已不復重現。強大的技術與商務力量(似乎獨立于EDA供應商的路線圖)都在將SoC設計方法重新塑造為新的形式，并與僅僅幾年前的最佳實踐有非常大的差異。對很多架構師、設計者和管理者來說，這種變化會很痛苦。然而，糾結于過去就意味著失敗。

　　這一變化有幾種促進力量。現實的財務與地理狀況已迫使對第三方IP(知識產權)的依賴性提高，并且削弱了從下游問題到RTL(寄存器傳輸級)糾錯的反饋回路。復雜性已迫使以前下游的工作進入到設計流的早期，尤其是激進電源管理的設計產生的電源與時鐘網絡的復雜性。另外，先進工藝的挑戰也同時影響到了前端和后端的工作。

　　推動力

　　IP可能是解決方案的一部分，而不是問題的一部分。從I/O控制器到CPU的一切IP重用，可能都對設計團隊起到了驅散和縮減作用。但IP的普遍使用改變了設計流的本質。以前的流程包括：建立性能需求、將它們縮減至RTL、網表綜合，以及在單元中實現。現在，設計流程變成了一組特定的復雜、日趨固定且不透明功能塊的裝配與強制封裝的過程。當設計者在整合或封裝中遇到問題時，通常只有原始IP的開發者才能提供幫助。

　　雖然IP重用有助于減少設計的規模，但無助于減少復雜性的其它方面。尤其是對電源管理來說，時鐘門控是降低動態功耗的一種強制性設計步驟，但它也將SoC的時鐘網絡搞得非常復雜，因此時鐘樹實際上成為了另外的信號網絡，需要作提取、時序、電源與信號完整性收斂。電壓島、電源門控，以及DVFS(動態電壓/頻率縮放)正在進入大多數設計團隊，它們的使用很可能使電源網格更加復雜化。

　　最后，工藝本身也在促進著變革。盡管工藝工程師與單元庫開發者都在竭盡全力，但到65nm節點時，先進工藝的復雜性已開始穿過定制/單元的障礙，將其呈現在芯片設計者面前。Virage Logic公司技術營銷總監Lisa Minwell認為：“我們存儲編譯器的設計者已不得不去處理工藝變動、單元驅動強度不足，以及日益復雜的DFM (可制造性設計)規則問題。”采用基于單元流程的芯片設計者現在要面臨所有這些問題。這些力量的結合，不僅使設計更為困難，而且還改變了設計所依從的方案。

　　艱難的開始

　　Open-Silicon公司剛做了一個1億門的無線網絡SoC。該公司的設計采用了TSMC(臺積電公司)的65 nm CMOS工藝。Open-Silicon公司工程副總裁Taher Madraswala稱：“設計的關鍵是先期的規劃。”Open-Silicon公司在芯片的物理設計方面與ASIC設計服務公司Brite Semiconductor公司合作，采用了來自一家無晶圓半導體供應商HiSilicon公司的需求與RTL。Madraswala說，“這差不多是一個自頂向下的設計”，并指出時鐘布局對先期工作有明顯的推動作用。

　　Open-Silicon的工作開始于了解設計，完成風險評估。他說:“這是一個非常巨大的內核，還有一些極長的走線。因此，我們花了三天時間開會以了解時鐘結構。”對塊的布放來說，了解各個時鐘來源、使用者以及門控結構是必需的預備工作。如果團隊犯了錯誤，那時鐘的時序就幾乎沒有收斂的機會了。

　　Open-Silicon公司必須使用多個IP內核實例，它們基本上確定了管腳的位置，給塊的布放帶來了另一種約束。Madraswala解釋說：“問題在于可重復性。如果你改變了內核的定位方向，則關鍵走線的長度就變了，得到的時序就不同了。”于是，該團隊對頂層信號、時鐘和I/O作了一次預先布線，然后將這個布線作為設計分區以及其后各塊布放的基礎。

　　Redpine Signals公司主席兼首席執行官Venkat Mattela說：“現在，很難在系統級對一個設計作劃分。”他指出工程師必須在早期作電源規劃。Redpine公司的設計中有一個用于嵌入系統應用的極低功耗802.11n收發器，RTL中，模塊定義為獨立于芯片電源策略的實體。其后的模塊分區工作不僅產生了功能邊界，同時還有電壓島與時鐘域之間的邊界。因此，設計團隊可以在設計的開始，將每個RTL塊中的電源意圖(Power intent)捕捉成為一個UPF(通用電源格式)文件。

　　在設計早期還要注意其它一些問題。例如，Vitesse半導體公司最近開發了一款24端口的交換So C，集成了銅線PHY(物理層)塊(圖1)。該公司的設計總監Mandeep Chadra稱，在評估設計者可以做到多大集成度時，主要的工作都是看PHY塊的功耗，因為這些塊的功耗占總功耗的大部分。他說：“在整個規劃過程中，電源一直是一個主要問題，尤其是當我們的目標是一個打線封裝時。”封裝問題決不能事后才定，而要進入芯片規劃的早期決策。當不采用倒裝芯片的信號再分配層時，片芯上I/O的布局就要反映出芯片的管腳布局。在這些頻率上，芯片必然影響到將使用的電路板布局。因此，Chadra補充說，一個交換機的物理布局會直接影響到公司的平面規劃。

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　　圖1. Vitesse 7427包括一個24端口交換機和MIPS處理器，集成了PHY和MAC。