R∏L设计的感性认识,为以后处理器的RL设计提供了宝贵的经验 在RIL的修改过程中,最麻烦的是可测性设计。狗剩-1的可测性设计包括RAM的自测试 设计、寄存器的全扫描设计、以及JTAG设计。好在计算所在这方面有很深的基础,狗剩 的可测性设计工作主要是网络室的测试组完成的。我最得意的RL修改是浮点除法的实现。 在狗剩-1的FPGA设计阶段,没有实现浮点除法,处理器执行浮点除法指令时发出保留指 令例外,由操作系统调用IEEE浮点模拟程序进行模拟。但我们在FPGA中运行SPEC CPU200标准测试程序时发现,浮点除法指令虽然出现不多,但对性能影响很大。进一步 的分析发现,操作系统模拟一条浮点指令平均需要3000多拍。那时候已经是三月份,而浮 点除法部件的设计还是比较复杂的,重新设计浮点除法可能会延误设计时间。但我还是下决 心实现浮点除法,因为我刚好在前一阶段参与定点除法和浮点乘法模块的优化,对这两个模 块都有一定了解,而浮点除法的尾数相除与定点除法类似,阶码处理以及例外处理与浮点乘 法类似。我与张志敏老师打赌,三天之内搞不定浮点除法就绕整个北楼喊一圈"张志敏真厉 害”。结果我组织定点除法和浮点乘法的设计人员两天就把浮点除法设计完并在FPGA中跑 起来。当然,这也取决于我们建立了完整的验证环境和工具 在这个阶段,我们也把物理设计流程基本走了一遍,解决了其中一些关键技术问题,如信号 完整性问题 2002年春节我们好多人留下来加班。初四的时候李所长和邓书记来看望我们,给我们带来 很多好吃的东西,使我们这班远离家乡的游子觉得很温暖。就在那天,所长明确提出我们必 须在9月底之前完成流片的要求。这比起我们自己在年底完成流片的计划提前了几个月。从 此之后,我们一直按照"后墙不倒"的要求进行进度安排,9月份就是我们的后墙 到四月初时,我们基本确定了为我们做物理设计的第三方物理设计服务公司。并在四月底把 网表交给物理设计公司。在四、五月份,我们工作的重点是对第三方做的设计进行参数提取 和验证。同时积极为自己做物理设计做准备。 在任何一个阶段,仿真和验证工作都是很重要的,我们一直在这方面投入比设计更多的力量 在4月份,我做出了一个我自己认为在整个物理设计阶段最满意的三个决定之一,即组织 专门的队伍进行仿真验证工作并由年轻员工许彤负责该组的工作。许彤责任心很强,而且非 常细心,组织能力也强。他很快就在我们己有的环境基础上建立起完整的验证方法,并把仿 真验证和形式验证结合起来。比起我自己来抓要高效得多。他和李祖松、李文在我们交给第 三方的网表 sign off之前发现了一个与跨时钟域信号传送有关的一个危险错误,并在我们自 己做物理设计GDSⅡ版图交出之前又发现一个与扫描链有关的危险错误,避免了重大损失 我们真正拿到物理库和设计规则是在6月份。当我们明确地知道具备自己完成物理设计的客 观条件时,组里的空气顿时紧张起来。由于委托第三方做物理设计的流片(我们称为A方 案)已经在6月份交出去,我们决定我们自己做物理设计的方案在7月份交出去流片,否则 等到第三方做物理设计的流片回来我们自己的再交出去就没什么意义了。根据前一阶段对信 号完整性问题的摸索,我们决定我们自己同时做两个物理设计(分别为B和C方案),它们 面积不同,信号完整性的修复方法也不同。B方案是一个实验性的流片,主要是为了取得参 数和经验,不是一个准备量产的方案,于7月份流片的截止日期前几天就完成了。C方案是 个准备量产的正式方案,因此面积很小,比A方案小不少,布线时很难布通,花了一个RTL 设计的感性认识，为以后处理器的 RTL 设计提供了宝贵的经验。 在 RTL 的修改过程中，最麻烦的是可测性设计。狗剩-1 的可测性设计包括 RAM 的自测试 设计、寄存器的全扫描设计、以及 JTAG 设计。好在计算所在这方面有很深的基础，狗剩-1 的可测性设计工作主要是网络室的测试组完成的。我最得意的 RTL 修改是浮点除法的实现。 在狗剩-1 的 FPGA 设计阶段，没有实现浮点除法，处理器执行浮点除法指令时发出保留指 令例外，由操作系统调用 IEEE 浮点模拟程序进行模拟。但我们在 FPGA 中运行 SPEC CPU2000 标准测试程序时发现，浮点除法指令虽然出现不多，但对性能影响很大。进一步 的分析发现，操作系统模拟一条浮点指令平均需要 3000 多拍。那时候已经是三月份，而浮 点除法部件的设计还是比较复杂的，重新设计浮点除法可能会延误设计时间。但我还是下决 心实现浮点除法，因为我刚好在前一阶段参与定点除法和浮点乘法模块的优化，对这两个模 块都有一定了解，而浮点除法的尾数相除与定点除法类似，阶码处理以及例外处理与浮点乘 法类似。我与张志敏老师打赌，三天之内搞不定浮点除法就绕整个北楼喊一圈"张志敏真厉 害"。结果我组织定点除法和浮点乘法的设计人员两天就把浮点除法设计完并在 FPGA 中跑 起来。当然，这也取决于我们建立了完整的验证环境和工具。 在这个阶段，我们也把物理设计流程基本走了一遍，解决了其中一些关键技术问题，如信号 完整性问题。 2002 年春节我们好多人留下来加班。初四的时候李所长和邓书记来看望我们，给我们带来 很多好吃的东西，使我们这班远离家乡的游子觉得很温暖。就在那天，所长明确提出我们必 须在 9 月底之前完成流片的要求。这比起我们自己在年底完成流片的计划提前了几个月。从 此之后，我们一直按照"后墙不倒"的要求进行进度安排，9 月份就是我们的后墙。 到四月初时，我们基本确定了为我们做物理设计的第三方物理设计服务公司。并在四月底把 网表交给物理设计公司。在四、五月份，我们工作的重点是对第三方做的设计进行参数提取 和验证。同时积极为自己做物理设计做准备。 在任何一个阶段，仿真和验证工作都是很重要的，我们一直在这方面投入比设计更多的力量。 在 4 月份， 我做出了一个我自己认为在整个物理设计阶段最满意的三个决定之一，即组织 专门的队伍进行仿真验证工作并由年轻员工许彤负责该组的工作。许彤责任心很强，而且非 常细心，组织能力也强。他很快就在我们已有的环境基础上建立起完整的验证方法，并把仿 真验证和形式验证结合起来。比起我自己来抓要高效得多。他和李祖松、李文在我们交给第 三方的网表 sign off 之前发现了一个与跨时钟域信号传送有关的一个危险错误，并在我们自 己做物理设计 GDSII 版图交出之前又发现一个与扫描链有关的危险错误，避免了重大损失。 我们真正拿到物理库和设计规则是在 6 月份。当我们明确地知道具备自己完成物理设计的客 观条件时，组里的空气顿时紧张起来。由于委托第三方做物理设计的流片（我们称为 A 方 案）已经在 6 月份交出去，我们决定我们自己做物理设计的方案在 7 月份交出去流片，否则 等到第三方做物理设计的流片回来我们自己的再交出去就没什么意义了。根据前一阶段对信 号完整性问题的摸索，我们决定我们自己同时做两个物理设计（分别为 B 和 C 方案），它们 面积不同，信号完整性的修复方法也不同。B 方案是一个实验性的流片，主要是为了取得参 数和经验，不是一个准备量产的方案，于 7 月份流片的截止日期前几天就完成了。C 方案是 一个准备量产的正式方案，因此面积很小，比 A 方案小不少，布线时很难布通，花了一个