集成電路IP質量管理與度量：軟件工程角度的研究.pdf

1、科學理論的不斷突破將工程技術帶到一個又一個新的高度，而工程技術的成功應用則離不開工程學的指導。在計算機技術領域內有計算機工程和軟件工程，生物技術領域內有生物工程和遺傳工程。但是作為軟件產業(yè)的第一近鄰，集成電路產業(yè)至今沒有獨立的工程學。
　　 集成電路制造技術的發(fā)展速度是任何其他技術領域所罕見的，給集成電路的設計能力帶來了持久的巨大壓力。半個世紀以來，人們?yōu)樘岣咴O計能力不懈地努力著，包括電子設計自動化工具（EDA）、設計方法學、硬

2、件描述語言（HDL）等，但至今沒有系統(tǒng)的工程學研究。本文嘗試借鑒軟件工程學的成功經驗，探討建立集成電路工程學的可能性，提出了以軟件工程學為參考系的集成電路工程學研究方法。在具體研究內容上，以軟件過程管理與質量度量方法學為參考，以全面質量管理理念為核心，將質量模型、質量度量和質量改進方法等工程技術應用于集成電路IP的設計流程與評測過程中。
　　 本文的主要工作和取得的主要成果如下：
　　 1.首次從工程學角度研究了集成電路

3、設計能力間距，系統(tǒng)地概述了集成電路設計領域與軟件工程之間存在的技術轉移，從工程管理層面上給出了集成電路工程學研究的基本方法；
　　 2.在集成電路工程學框架內，論文對集成電路IP質量管理過程進行了深入的研究。提出了集成電路IP質量的兩級定義。將軟件測量和度量理論模型移植到集成電路IP領域，首次提出了包括五類質量活動在內的集成電路IP質量管理系統(tǒng)，為控制和改進集成電路IP質量提供了理論指導。以質量活動定義為線索，對現有研究進行了系

4、統(tǒng)分類及綜述；
　　 3.基于軟件質量定義模型結構，提出一個適用于集成電路IP質量標準定義的質量模型。首次提出了IP質量模型的關系數據庫實現方法，在此基礎上研究了基于Web的質量認證系統(tǒng)實現過程；
　　 4.定義了集成電路IP的黑盒評測過程，在對軟件組件工程深入研究的基礎上，將其組件評測的理論和方法應用在集成電路IP黑盒評測過程中。實現了基于可交付項的IP質量評測框架，首次提出使用層次分析法來改進IP質量評測中數據處理過

5、程的思想，改進后的數據分析方法在結果的準確性和有效性方面有了較大改善；
　　 5.定義了一組反映設計質量的度量，提出了設計質量控制策略概念。首次提出并定義了基于XML Schema的標準化度量數據描述格式，并以該數據格式為核心，實現了在設計流程中自動化收集與分析度量數據的應用系統(tǒng)，在不同平臺下的實驗表明該系統(tǒng)具備較強的擴展性和可用性；
　　 6.首次將軟件重構技術用于集成電路IP質量改進活動中。參考軟件重構過程定義了一個

6、規(guī)范化的集成電路IP質量改進流程。以硬件描述語言為目標，定義了硬件代碼基本重構操作，并將其應用于硬件微架構改進過程中。最后以超寬帶無線通信系統(tǒng)中的Viterbi解碼器為例，對重構方法的相關應用進行了研究和分析。
　　 論文建立的IP質量評測系統(tǒng)和度量程序正在應用于國家集成電路公共服務平臺，論文提出的數據描述標準等項內容目前正在“工信部集成電路IP標準工作組”-“國家集成電路公共服務平臺”-“IEEE-QIP質量標準工作組”的框架