語音識別SoC片上系統(tǒng)的系統(tǒng)級建模及性能評估.pdf

1、隨著超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，SoC(System-on-a-chip)片上系統(tǒng)設計面臨著系統(tǒng)復雜性的不斷增加、設計周期的逐漸縮短、以及非功能性需求(如：低成本、低功耗等)日趨增強等挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的集成電路設計方法已經不能適應SoC片上系統(tǒng)日趨復雜的需要。本論文采用系統(tǒng)級設計方法提高系統(tǒng)設計的抽象層次，在軟/硬件系統(tǒng)實現(xiàn)之前，通過建立系統(tǒng)的可執(zhí)行模型，定性和定量地分析系統(tǒng)的性能，對系統(tǒng)的需求及規(guī)格說明進行有效的評估，從而確定設計方案的可行

2、性，并盡早發(fā)現(xiàn)設計錯誤，避免設計過程的反復，進而降低開發(fā)成本、節(jié)省開發(fā)時間。 本文以嵌入式語音識別系統(tǒng)為設計背景，經過深入分析研究，提出了基于SystemC的系統(tǒng)級設計流程、系統(tǒng)級建模方法，并設計了相應的性能分析庫。在此基礎上，通過對初期設計的多種方案進行定性和定量的評估，確定性能及資源的瓶頸，最終篩選出最優(yōu)的系統(tǒng)設計方案，從而形成了一套SoC片上系統(tǒng)的系統(tǒng)級建模及性能分析方法。本文所開展的創(chuàng)新性工作具體如下： (1)對

3、目前流行的系統(tǒng)級建模語言進行了比較分析，確立了SystemC語言在系統(tǒng)級設計方面的優(yōu)勢，并根據SoC片上系統(tǒng)的特點，提出了基于SystemC的語音識別片上系統(tǒng)的系統(tǒng)級設計流程、系統(tǒng)級建模方法和性能分析方法。 (2)設計了基于SystemC系統(tǒng)級的用于分析評估系統(tǒng)功能及資源消耗的性能分析庫，并用于語音識別SoC片上系統(tǒng)的系統(tǒng)級模型的性能評估，有效改善了系統(tǒng)的設計方案。 (3)通過仿真驗證了模型的正確性，獲得了重要性能指標，

4、并對這些性能指標進行評估，得出了具有指導意義的結論，驗證了系統(tǒng)級設計及性能評估結果的正確性。 (4)對系統(tǒng)級建模與設計空間搜索方法進行了有益的研究與探索，通過模型的建立與仿真，對多種系統(tǒng)設計方案進行了有效的性能評估與比較，確定了性能及資源的瓶頸，并優(yōu)化了系統(tǒng)設計方案。 本文提出的系統(tǒng)級設計流程和建模方法，包括系統(tǒng)概念與需求的獲取、模型的建立和驗證、關鍵參數(shù)的提取和確定、性能分析和評估、設計方案的分析、空間搜索和優(yōu)化等，形