谈谈几种芯片设计增加代码复用性的方法

很多芯片在设计之初，就已经考虑如何增加代码的复用性，尽量减少工作量，降低错误概率。 增加复用性的几个场景：

不同项目之间的代码复用性

不同工艺之间的代码复用性

同一个模块例化多份，分别工作在不同模式下

同一个项目不同环境（RTL验证，FPGA demo 验证）之间的代码复用性                

本章节将简单谈谈几种增加代码复用性的方法。  

1、基础模块IP化 

在各家ASIC/FPGA项目的代码目录中，我们经常能看到各类小的基础模块，例如各类跨时钟模块、各类调度仲裁模块、各类RAM读写模块、各类总线接口模块等等。它们可能命名为share_ip_*或base_ip_*或cmn_ip_*，又或者其他名称，几乎每个设计者都需要用到这些基础模块。 我们在需要实现其相关功能时，只需要例化模块即可，简单高效，有降低了bug概率。        

2、模块参数化

在进行模块设计时，我们需要尽量保证模块参数化，尽量避免使用立即数（例如10’d0）。 被参数化的信号可能是数据位宽，用户数量或者其他类型的信号。  

module  ip_bus_sync #( // 
    parameter   DATA_WDTH                       =       16                                      ,   //
    parameter   INI_VALUE                       =       {DATA_WDTH{1'b0}}                           //
)(
    input                                               i_src_clk                               ,   //
    input                                               i_src_rst_n                             ,   //
    input               [DATA_WDTH-1:0]                 i_src_din                               ,   //
    input                                               i_dst_clk                               ,   //
    input                                               i_dst_rst_n                             ,   //
    output  reg         [DATA_WDTH-1:0]                 o_dst_dout                                  // 


);




//逻辑代码


endmodule

        

 

3、宏定义区分代码分支

  ASIC项目的代码一般至少有两个版本：ASIC版本和验证版本（FPGA/加速器）。部分公司还会同时出两个系列的芯片，ASIC系列和FPGA系列。因此我们通常需要通过宏定义区分不同的代码分支和参数   

`ifdef FOR_ASIC_DESIGN
  //ASIC  logic
  //参数定义
`else
  //其他分支逻辑
  //参数定义
`endif

 

`ifdef FOR_ASIC_DESIGN




generate
genvar  i;


for ( i=0; i
                 

	 

	4、使用参数选择代码分支

	   在同一个宏定义分支下（例如同在ASIC或者FPGA项目），我们可能需要奖模块例化多份，以支持如下场景：

	Case1:同一个模块，工作在同的模式下，为了节约资源，只需要保留对应模式的代码逻辑。 Case2：同一个模块，其支持的功能数量不同，所需要的RAM等资源也不相同，需要例化不同规格的RAM。      
module xxxxx
#(
    parameter   FUNCTION_MODE   =       `MULTI_FUNCTION             
)
(
   //各类IO信号
) ;




generate


if (FUNCTION_MODE==`MULTI_FUNCTION) begin:MULTI_FUNCTION_CODE


     //多function 逻辑  


end


else begin:SINGLE_FUNCTION_CODE


    // 单function 逻辑


    end      


end
endgenerate
   

	 

	5、IP接口隔离

	  不同Vendor的IP的用户侧接口大概率是不一样的，为了避免因为IP替换导致的大量代码修改，可以在设计之处就考虑将IP接口隔离。例如通过2类接口转换模块（控制类和数据类），将所需要的控制信号和数据流信号转换成通用的内部信号，这样无论怎么替换IP，都只需要修改少量代码。             


	                     

	6、std cell 隔离

	我们通常会将std cell外包一层或者多层代码，这样就能将工艺与设计代码尽量分离。

	常见的有bit同步器，ram，clk-gating，clk mux等模块。如下是单bit同步器的案例。
module  ip_bit_sync #( parameter      DATA_WDTH = 1    // bit width)(in

put  wire                     i_dst_clk,   // destination clockinput  wire [(DATA_WDTH-1):0]   i_src_din,   // data inputoutput wire [(DATA_WDTH-1):0]   o_dst_dout   // data output);`ifdef FOR_ASIC_DESIGNgenerategenvar  i;for ( i=0; i
 

	 

	




	审核编辑：刘清