采用产品应用导向的整合平台进行SOC的开发与设计工作，是满足消费者市场对快速可靠设计要求的唯一可行方法。整合平台包括软/硬件(H/SW)芯片结构、前置组件库、预先定义的软/硬件虚拟组件、快速设计SOC衍生产品的方法及合适的设计验证流程。

IC设计的大趋势

电子工业正大步转向系统单芯片(SOC)设计时代，如果只是单纯地对现有的IC设计流程进行改变，将无法适应新的设计挑战。要使SOC设计成功，就必须大量采用IP重复使用(IP Reuse)的观念，才能快速完成设计，导入生产，获得物美而价廉的零组件，从而满足市场需求。此外，为了进一步提升产品竞争力，还须对设计执行优化动作，并快速地开发出各种衍生组件，因此设计方法必须以应用导向的结构为主。目前市场上的设计复用方法大都集中在建构软式、RTL级的可配置IP模块，它还需倚赖工具将RTL设计转换成标准组件库，之后再借着标准组件布局绕线工具(P&R)，实现最终的硬式IP区块。

这种软式RTL设计具有灵活的功能性，例如RTL代码可以修改并重行验证，可弹性适用不同的设计，但是这种构建IP模块的效率仍然不够好，通常需要繁复的设计保护，以确保实作时的一致性(Implementation convergence)。

此外，由于深次微米(DSM)技术使系统芯片趋于更大、更复杂化，上述软式IP构建方法将无法解决以更高级IP复用(IP Reuse)设计SOC组件的三个关键问题：

《图一 硬式IP随制程技术提升，关注的是线延迟》

2.RTL设计方面的应用、功能改变的简化及IP模块的界面定义，都使得SOC设计仍然停留在手工模式的复用程序，因此无法达到要求的效率。以手工修正的软式(RTL)IP模块在每次重行使用时都必须重新验证、重新布局及重新确认时序，因此无法像VSIA所设想的情况，做为成功IP复用所需的「虚疑」组件。

3.可预测的RTL设计流程需要设计保护带，这种设计方案非常不具备竞争力(面积、时序及功率)，只适用于设计中不会影响功能的电路部份。

SOC设计市场必需将生产力提高10倍，才能满足未来不断增长的「用户化」电子市场对产品上市时程的严格要求。遗憾的是，仅仅遵循VSIA规定的格式及设计规则，并不能提供有利于上亿个晶体管设计的真正混合及匹配的IP环境。要在合理的时间内设计SOC芯片，需要在芯片整合前作更多前置工作。此时须要构建一种整合平台，它可对目标应用进行取舍，允许设计者评估并选择其需要的SOC方案，并在产品中加入折衷及差异。

整合平台的基本概念是设计一种稳定的框架，其中可预置适用特定应用范围、经过验证合格的IP；这个概念已获得LSI Logic及VLSI Technology的部份确认。 有了整合平台的方法，就可在平台应用中快速地产生适于特定产品的设计(图二)。这种方法代表在设计平台时，不尽要考虑它的第一次应用以及适用的市场，更要深入地考虑在其基础上所设计的各项衍生产品，及后续的追加要求。

《图二 用于快速SOC衍生设计的平台》

事实上整合平台的架构及设计的折衷，将成为他们自已拥有的高价值知识财产。可预见的是，为某一特定应用而优化的整合平台，比包含在整合平台中的单个IP模块或虚疑组件的价值高出许多。

设计系统单芯片的整合平台

SOC整合平台中到底包括了那些部份？(图三)描述了其主要组成部份。SOC设计整合平台是一种高效率的设计环境，针对特定的产品应用，以IP复用、混合及匹配设计原理为基础。应用领域系根据市场目标来选择，重点是可在目标时间内大量重复使用。整合平台包括：

《图三 SOC整合平台的主要成份》

■硬件方面，SOC整合结构性能指针描述：芯片总配线结构、消耗功率、频率及测试结构、IP配置、基座隔离设计及规则、性能、虚拟组件的面积限制等。

■基本软件结构，包括系统RTOS实际操作、任务调度、任务间通讯、组件驱动及其它SW-HW间通讯、处理器间通讯及中心软件与应用软件的分层。

■依照目标技术默认的虚拟组件(预先规定特性、预先验证、处理过的IP方块)，来满足整合结构中规定的默认条件。通常，至少有一些虚疑组件会做为可编译的内部核心，另外还有一些将为整合平台的产品提供差异化的组合。

■一套经过验证并且建档完成的模块构建及芯片整合设计方法，应该与用于虚拟组件库的模型完全一致，并且可做为快速组装及验证SOC组件的基准。

■具有适合模块设计的验证方法和环境，满足应用范围内的HW/SW共同验证要求。其中可能包括快速制样模型、可打线(Bonded)内部核心及性能模型、总体接线功能模型及联机询问工具。

■参考设计(附加选项)，用实例说明如何采用整合平台及可选用的虚拟组件构成特定产品。

整合平台引起设计方法的根本变化

SOC整合平台设计方式对以往的经验进行了根本的改变，其影响可归纳为下列几项：

1.以应用为导向：

专用平台的应用特性对于效率及复用的可行性影响很大，因为透过限制平台的应用范围，可以确保各部份组件集合在一起时能够协调地运作。此外，它也促成了新设计组件的整合，因为要使用验证这些新组件的架构及环境在先前测试旧组件时，即已通过验证。

2.设计能力提高风险降低：

从本质上看，虚拟组件的设计能力已发展到了构建整合平台的过程；整合过程本身(如利用平台进行SOC设计)与采用预封装IC厂的基板设计法更接近。对衍生产品的设计方法加以限制，可使整合过程的风险降低，结果更可预测，速度也更快。

3.基本方块的使用：

为了提高整合效率、缩减产品上市时间，整合平台通常围绕基本方块(Anchor Block)，如DSP、Micro-controller等来定义，其它方块则设定外接口与其匹配。ARM微处理器与OAK DSP的组合是一个常见的例子。与许多基本IP和未来IP的目标一样，整合平台的寿命必须足够长，以便回收投资。因此整合平台的定义就需要有一个衍生规划的过程。

4.平台的快速制样方法：

SOC整合平台通常会包括一个快速制作样品的结构和系统，以及一种对映方法。由于许多SOC芯片应用于PC及多媒体市场，需要大量的HW/SW实时运算测试，因此快速制样的机构对早期的设计开发及验证就是变得十分重要。

整合平台的发展

市场上最有可能采用整合平台开发产品的领域，有PC核心/多媒体芯片组、PDA、行动运算/通讯整合产品等应用。平台本身将分为几个明显的阶层，各阶层依据整合或上市的先后而具有不同的应用弹性(如 PC Core-Logic附加Graphic及Audio co-processor)。在最基础的阶层中，可采用与主要微处理器及接口标准兼容的整合「框架」，以利于未来新增加功能的加入。

随着平台变得更加集中，完整的HW/SW IP也愈来愈多，设计者的选择会逐渐减少但可测性会提高。若再适当地运用FPGA辅助设计工作，即可确认最终产品的可制造度及预测生产效率。对系统厂商而言，软件将成为产品差异化的唯一利器。