architecture - SoC 的首选 HDL 实例化层次结构

Question

假设您正在实现一个带有 cpu、ram、rom 和 mmu 的简单 SoC，以将 ram 和 rom 映射到 cpu 的地址空间。在实例化不同的组件时，这样做会更有意义：

ram 和 rom 在 mmu 中实例化

top
    cpu
    mmu
        ram
        rom

或者

所有组件都在顶层实例化并在那里连接在一起

top
    cpu
    mmu
    ram
    rom

Answer 1

这实际上是一个设计问题，答案取决于您的要求。需要考虑的几点是：

重用

与许多 SoC 项目中的情况一样，您可能希望将模块或子系统从一个项目重用到下一个项目。将模块组合在一起是一个好主意，具体取决于它们在不同上下文中的重用方式。这样，除了设计 RTL（例如测试台、综合约束、断言等）之外的附属物也可以被重用。

依赖项

这与重用的考虑是一致的，但请考虑模块之间的依赖关系。在您的示例中，mmu 是否总是需要RAM 和 ROM？如果是，这是在 mmu 中实例化它们的论据。mmu 会与不同数量的内存一起工作吗？如果是，这是实例化 mmu 之外的内存的论据。

验证范围

在现代 SoC 设计中，验证比设计本身需要更多的时间和资源。因此，以一种有助于且不妨碍验证工作的方式构建层次结构。例如，如果您的示例中的 cpu 要自行验证，则 cpu 应实例化所有子组件，在内部将它们连接起来，并且只显示相关的 cpu 端口。这样，验证环境（也称为测试平台）不必复制 cpu、mmu 和内存之间的所有连接。

一般来说，我认为层次结构（你的两个例子中的第一个）最有意义，也是最常见的。

Answer 2

根据你的问题，没关系。在中等复杂的 ASIC 上，层次结构很重要，因为模块通常用于定义综合边界和电源域等。