前端学习 9:芯片的一些概念

发布于:2025-08-16 ⋅ 阅读:(16) ⋅ 点赞:(0)

目录

PMC

PRCM

MCU

GMAC(千兆媒体访问控制器,网络协议)

eMMC芯片

PVTC

PMU

DFT技术

UVM

DUT(Device Under Test,被测器件)

PMC

在芯片设计中,PMC(Power Management Controller,功耗管理控制器)是一个关键组件,它负责控制和管理芯片的功耗。PMC通过动态调整芯片内部各子模块的时钟源供给和系统的工作频率,从而实现降低芯片的整体功耗⁠⁣ ⁠⁣。此外,PMC还能够集中控制各个子模块的时钟电路,以适应不同的应用场景和工作模式,如slow、normal、idle和sleep模式⁠⁣ ⁠⁣

PMC的功能

  • 功耗管理:PMC通过动态地管理芯片内部各子模块的电源供应和工作频率,以减少不必要的功耗⁠⁣ ⁠⁣

  • 时钟控制:PMC可以集中控制各个子模块的时钟电路,确保在不同工作模式下,芯片能够高效运行⁠⁣ ⁠⁣

  • 状态转换:PMC能够管理和控制芯片在不同工作模式之间的切换,例如SLOW、NORMAL、IDLE和SLEEP  。

PRCM

电源复位时钟管理模块 (Power Reset Control Module):这是一种在电子设备中用于管理和控制电源、复位和时钟信号的模块。例如,在AM3357芯片中,PRCM模块负责控制待机模式和深度休眠模式的进入和退出,以及系统和外设时钟的生成和管理.⁠⁣

MCU

(Microcontroller Unit)微控制单元是一种将中央处理器(CPU)、存储器(RAM/ROM)、定时器、输入/输出接口(I/O)以及通信模块等多种功能集成在单一芯片上的集成电路。这种高度集成的设计使得MCU能够执行程序指令、处理数据,并实现对各种外部设备的控制。

GMAC(千兆媒体访问控制器,网络协议)

技术定义:GMAC是千兆以太网的核心协议,负责数据帧的发送、接收及流量管理,支持多种物理层接口(如GMII、RGMII)。

以太网服务质量控制器(在本文件中通常称为GMAC) 提供了从处理器到符合Reduced MediaIndependent Interface (RMll)和Reduced Gigabit Media Independent Interface (RGMl) 规范的以太网PHY的完整以太网接口。

GMAC包含一个DMA控制器。该DMA控制器能够高效地将数据包从微处理器的RAM中传输出来,对数据进行格式化以符合IEEE802.3-2002规范的数据包要求,并将数据发送到以太网物理接口(PHY)。此外,它还能高效地将数据包从RXFIFO传输到微处理器的RAM中。

eMMC芯片

eMMC(嵌入式多媒体卡=设备内部的硬盘)是一种用于存储数据的小型芯片,常用于移动设备和嵌入式系统中。它有高度集成的设计和低功耗特性。

eMMC的组成:eMMC芯片包含两部分,一个是存储数据的“仓库”(NAND闪存,它帮助设备存储照片、视频、应用程序等数据⁠⁣ ⁠⁣),另一个是管理这个仓库的“管理员”(控制器),控制器负责组织和安排数据的存储和读取⁠⁣ ⁠⁣ 。

eMMC也 采用了低功耗设计,包括功耗管理和节能模式等功能,适用于移动设备,可以延长电池续航时间⁠⁣ ⁠⁣。此外eMMC提供统一的标准接口,确保了不同设备之间的兼容性⁠⁣ ⁠⁣

eMMC主要应用于智能手机、平板电脑等移动设备,用于存储操作系统、应用程序、数据和图像等。 随着物联网技术的发展,因其具有高速读写、低功耗、高可靠性等优点,eMMC芯片在物联网设备中的应用也越来越广泛。

PVTC

在芯片设计和制造领域,"PVTC" 可能指的是 "Process, Voltage, Temperature, and Current"(工艺、电压、温度和电流)的缩写。这些参数是芯片设计和验证过程中非常重要的考虑因素,因为它们直接影响芯片的性能、功耗和可靠性。

  1. Process (工艺):指芯片制造过程中所使用的半导体工艺技术,如7nm、5nm等。不同的工艺会影响芯片的性能、功耗和面积(PPA)。
  2. Voltage (电压):芯片的工作电压对功耗和性能有直接影响。较低的电压可以降低功耗,但也可能影响芯片的速度和稳定性。
  3. Temperature (温度):温度变化会影响芯片的电气特性,例如晶体管的导通电阻和漏电流。高温可能导致芯片性能下降或可靠性问题。
  4. Current (电流):芯片内部的电流流动会影响功耗和热管理。高电流可能导致局部过热,进而影响芯片的稳定性和寿命。

在芯片设计中,设计人员需要在不同的PVTC条件下进行仿真和验证,以确保芯片在各种工作环境下都能正常运行。这种分析通常被称为PVTC分析或corner分析,旨在覆盖最坏情况下的工艺、电压和温度组合,以确保芯片的鲁棒性。

PMU

PMU 是 Power Management Unit 的缩写,中文称为电源管理单元。它是一种专门用于管理和优化设备中电力供应的硬件模块或集成电路。

DFT技术

DFT (design for testability):指在设计系统和电路的同时,考虑测试的需求,通过增加一定的硬件开销,获得最大可测性的设计过程。(因为增加了硬件,所以也带来了不足)

可测性设计中的两个重要概念:可控制性(设置信号的难度)、可观测性(观察信号故障的难度)。

UVM

  • UVM是基于System Verilog的一种验证方法学,也可以看成是一个库,提供一系列的接口,可以利用UVM搭建验证平台,用于验证数字逻辑电路的正确性。
  • 注意,UVM本身并不是一个验证平台,他只是一个库,而一个验证平台引入了UVM相关库,称为基于UVM的验证平台,或者简称为UVM验证平台。
  • 支持UVM的EDA厂商:Cadence、Synopsys、Mentor…

DUT(Device Under Test,被测器件)

DUT(Design under Test)指待测试设计,即设计好的RTL(寄存器传输级)代码,是芯片验证的重点。

验证过程包括需求收集、子系统模块划分、功能模块细化、编写RTL级别的硬件描述语言文件,然后基于这些设计文件构建测试平台(Testbench),用于模拟和控制DUT的输入和环境。

验证工程师需要运用各种验证策略,如软件仿真、硬件仿真和原型验证等,来确保芯片设计符合规格要求。

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