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集成電路IP質(zhì)量管理與度量:軟件工程角度的研究

發(fā)布時(shí)間:2016-09-12 12:04

  本文關(guān)鍵詞:集成電路IP質(zhì)量管理與度量:軟件工程角度的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


《合肥工業(yè)大學(xué)》 2010年

集成電路IP質(zhì)量管理與度量:軟件工程角度的研究

周萌  

【摘要】:科學(xué)理論的不斷突破將工程技術(shù)帶到一個(gè)又一個(gè)新的高度,而工程技術(shù)的成功應(yīng)用則離不開工程學(xué)的指導(dǎo)。在計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)有計(jì)算機(jī)工程和軟件工程,生物技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)有生物工程和遺傳工程。但是作為軟件產(chǎn)業(yè)的第一近鄰,集成電路產(chǎn)業(yè)至今沒有獨(dú)立的工程學(xué)。 集成電路制造技術(shù)的發(fā)展速度是任何其他技術(shù)領(lǐng)域所罕見的,給集成電路的設(shè)計(jì)能力帶來了持久的巨大壓力。半個(gè)世紀(jì)以來,人們?yōu)樘岣咴O(shè)計(jì)能力不懈地努力著,包括電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具(EDA)、設(shè)計(jì)方法學(xué)、硬件描述語言(HDL)等,但至今沒有系統(tǒng)的工程學(xué)研究。本文嘗試借鑒軟件工程學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn),探討建立集成電路工程學(xué)的可能性,提出了以軟件工程學(xué)為參考系的集成電路工程學(xué)研究方法。在具體研究內(nèi)容上,以軟件過程管理與質(zhì)量度量方法學(xué)為參考,以全面質(zhì)量管理理念為核心,將質(zhì)量模型、質(zhì)量度量和質(zhì)量改進(jìn)方法等工程技術(shù)應(yīng)用于集成電路IP的設(shè)計(jì)流程與評(píng)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(xué)角度研究了集成電路設(shè)計(jì)能力間距,系統(tǒng)地概述了集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域與軟件工程之間存在的技術(shù)轉(zhuǎn)移,從工程管理層面上給出了集成電路工程學(xué)研究的基本方法; 2.在集成電路工程學(xué)框架內(nèi),論文對(duì)集成電路IP質(zhì)量管理過程進(jìn)行了深入的研究。提出了集成電路IP質(zhì)量的兩級(jí)定義。將軟件測量和度量理論模型移植到集成電路IP領(lǐng)域,首次提出了包括五類質(zhì)量活動(dòng)在內(nèi)的集成電路IP質(zhì)量管理系統(tǒng),為控制和改進(jìn)集成電路IP質(zhì)量提供了理論指導(dǎo)。以質(zhì)量活動(dòng)定義為線索,對(duì)現(xiàn)有研究進(jìn)行了系統(tǒng)分類及綜述; 3.基于軟件質(zhì)量定義模型結(jié)構(gòu),提出一個(gè)適用于集成電路IP質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)定義的質(zhì)量模型。首次提出了IP質(zhì)量模型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)方法,在此基礎(chǔ)上研究了基于Web的質(zhì)量認(rèn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程; 4.定義了集成電路IP的黑盒評(píng)測過程,在對(duì)軟件組件工程深入研究的基礎(chǔ)上,將其組件評(píng)測的理論和方法應(yīng)用在集成電路IP黑盒評(píng)測過程中。實(shí)現(xiàn)了基于可交付項(xiàng)的IP質(zhì)量評(píng)測框架,首次提出使用層次分析法來改進(jìn)IP質(zhì)量評(píng)測中數(shù)據(jù)處理過程的思想,改進(jìn)后的數(shù)據(jù)分析方法在結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性方面有了較大改善; 5.定義了一組反映設(shè)計(jì)質(zhì)量的度量,提出了設(shè)計(jì)質(zhì)量控制策略概念。首次提出并定義了基于XML Schema的標(biāo)準(zhǔn)化度量數(shù)據(jù)描述格式,并以該數(shù)據(jù)格式為核心,實(shí)現(xiàn)了在設(shè)計(jì)流程中自動(dòng)化收集與分析度量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng),在不同平臺(tái)下的實(shí)驗(yàn)表明該系統(tǒng)具備較強(qiáng)的擴(kuò)展性和可用性; 6.首次將軟件重構(gòu)技術(shù)用于集成電路IP質(zhì)量改進(jìn)活動(dòng)中。參考軟件重構(gòu)過程定義了一個(gè)規(guī)范化的集成電路IP質(zhì)量改進(jìn)流程。以硬件描述語言為目標(biāo),定義了硬件代碼基本重構(gòu)操作,并將其應(yīng)用于硬件微架構(gòu)改進(jìn)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(duì)重構(gòu)方法的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了研究和分析。 論文建立的IP質(zhì)量評(píng)測系統(tǒng)和度量程序正在應(yīng)用于國家集成電路公共服務(wù)平臺(tái),論文提出的數(shù)據(jù)描述標(biāo)準(zhǔn)等項(xiàng)內(nèi)容目前正在“工信部集成電路IP標(biāo)準(zhǔn)工作組”-“國家集成電路公共服務(wù)平臺(tái)”"IEEE-QIP質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)工作組”的框架下深入研究。

【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2010
【分類號(hào)】:TN407
【目錄】:

  • 摘要8-10
  • ABSTRACT10-12
  • 致謝12-16
  • 插圖清單16-19
  • 表格清單19-21
  • 第1章 緒論21-33
  • 1.1 研究動(dòng)因21-23
  • 1.2 軟件工程與集成電路設(shè)計(jì)23-26
  • 1.2.1 軟件工程概述23-24
  • 1.2.2 軟件工程與集成電路設(shè)計(jì)之間的技術(shù)轉(zhuǎn)移24-26
  • 1.3 基于質(zhì)量管理的集成電路工程學(xué)26-29
  • 1.4 本文研究對(duì)象與研究內(nèi)容29-31
  • 1.4.1 研究對(duì)象29
  • 1.4.2 研究方法29-30
  • 1.4.3 論文組織結(jié)構(gòu)30-31
  • 1.5 課題來源31-33
  • 第2章 集成電路IP質(zhì)量管理系統(tǒng)與相關(guān)研究33-51
  • 2.1 引言33-34
  • 2.2 質(zhì)量的一般定義與IP質(zhì)量34-35
  • 2.2.1 質(zhì)量的一般定義34-35
  • 2.2.2 IP質(zhì)量定義35
  • 2.3 集成電路IP測量理論與質(zhì)量活動(dòng)定義35-42
  • 2.3.1 測量的代數(shù)定義36-37
  • 2.3.2 度量的定義37-38
  • 2.3.3 測量系統(tǒng)分類38-40
  • 2.3.4 質(zhì)量活動(dòng)定義40-42
  • 2.4 IP質(zhì)量活動(dòng)的相關(guān)研究42-50
  • 2.4.1 質(zhì)量認(rèn)證42-44
  • 2.4.2 質(zhì)量評(píng)測44-46
  • 2.4.3 質(zhì)量控制46-48
  • 2.4.4 質(zhì)量改進(jìn)48-49
  • 2.4.5 質(zhì)量預(yù)測49
  • 2.4.6 本文的研究框架49-50
  • 2.5 結(jié)論50-51
  • 第3章 集成電路IP質(zhì)量定義模型與Web化質(zhì)量認(rèn)證系統(tǒng)51-71
  • 3.1 引言51-52
  • 3.2 IP質(zhì)量定義模型研究52-58
  • 3.2.1 軟件質(zhì)量定義模型的元結(jié)構(gòu)52-55
  • 3.2.2 IP質(zhì)量定義模型的元結(jié)構(gòu)55-56
  • 3.2.3 FCQM模型的構(gòu)建方法56-58
  • 3.3 基于FCQM模型的Web化質(zhì)量認(rèn)證系統(tǒng)58-69
  • 3.3.1 應(yīng)用分析58-60
  • 3.3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)60-62
  • 3.3.3 物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)62-65
  • 3.3.4 邏輯設(shè)計(jì)65-66
  • 3.3.5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)66-69
  • 3.4 結(jié)論69-71
  • 第4章 商業(yè)集成電路IP黑盒評(píng)測技術(shù)研究71-97
  • 4.1 引言71-72
  • 4.2 軟件COTS組件及其評(píng)測技術(shù)72-75
  • 4.2.1 商業(yè)組件的黑盒評(píng)測過程73
  • 4.2.2 商業(yè)組件評(píng)測策略73-74
  • 4.2.3 商業(yè)組件的評(píng)測方法和技術(shù)74-75
  • 4.3 集成電路IP黑盒評(píng)測技術(shù)框架75-85
  • 4.3.1 基于交付項(xiàng)的集成電路IP黑盒評(píng)測框架75-78
  • 4.3.2 黑盒評(píng)測中可交付項(xiàng)檢查單設(shè)計(jì)78-84
  • 4.3.3 實(shí)際應(yīng)用與分析84-85
  • 4.4 評(píng)測數(shù)據(jù)分析技術(shù)的研究85-95
  • 4.4.1 數(shù)據(jù)分析方法概述及應(yīng)用比較85-88
  • 4.4.2 AHP方法在商業(yè)IP黑盒評(píng)測中的應(yīng)用88-95
  • 4.5 結(jié)論95-97
  • 第5章 集成電路IP質(zhì)量控制與測量自動(dòng)化97-125
  • 5.1 引言97-98
  • 5.2 相關(guān)研究背景98-100
  • 5.2.1 軟件質(zhì)量度量方法學(xué)98-99
  • 5.2.2 集成電路IP質(zhì)量評(píng)測自動(dòng)化99-100
  • 5.3 集成電路IP設(shè)計(jì)質(zhì)量度量定義與控制策略100-109
  • 5.3.1 產(chǎn)品度量101-106
  • 5.3.2 過程度量106-107
  • 5.3.3 項(xiàng)目度量107
  • 5.3.4 質(zhì)量度量的控制策略107-109
  • 5.4 基于IPqML的測量自動(dòng)化系統(tǒng)109-122
  • 5.4.1 測量自動(dòng)化系統(tǒng)的總體考慮109-111
  • 5.4.2 測量自動(dòng)化框架:IPqML111
  • 5.4.3 數(shù)據(jù)接口規(guī)范定義111-115
  • 5.4.4 可配置數(shù)據(jù)輸入工具IPqMLDET115-116
  • 5.4.5 Shell接口和內(nèi)置評(píng)測模塊116
  • 5.4.6 質(zhì)量控制流程的規(guī)劃與配置116-120
  • 5.4.7 IPqML系統(tǒng)的可擴(kuò)展性分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果120-122
  • 5.5 結(jié)論122-125
  • 第6章 基于軟件重構(gòu)技術(shù)的IP質(zhì)量改進(jìn)過程125-149
  • 6.1 引言125-126
  • 6.2 軟件模式與重構(gòu)的研究背景126-128
  • 6.2.1 模式的起源與軟件模式定義126-127
  • 6.2.2 軟件重構(gòu)與基于重構(gòu)的設(shè)計(jì)方法學(xué)127-128
  • 6.3 基于硬件微結(jié)構(gòu)模式的集成電路重構(gòu)方法學(xué)128-135
  • 6.3.1 集成電路領(lǐng)域內(nèi)的模式相關(guān)研究128-129
  • 6.3.2 RTL級(jí)代碼的結(jié)構(gòu)度量與解決方案129-133
  • 6.3.3 基于軟件重構(gòu)技術(shù)的集成電路質(zhì)量改進(jìn)活動(dòng)定義133-134
  • 6.3.4 集成電路設(shè)計(jì)質(zhì)量改進(jìn)的規(guī)范化過程134-135
  • 6.4 基于硬件描述語言的代碼重構(gòu)操作135-140
  • 6.4.1 硬件描述語言的語法特征135-136
  • 6.4.2 基本操作定義136-139
  • 6.4.3 基本重構(gòu)操作的應(yīng)用139-140
  • 6.5 Viterbi解碼器的代碼重構(gòu)案例研究140-148
  • 6.5.1 Viterbi解碼與ACS模塊140-142
  • 6.5.2 位級(jí)架構(gòu)的ACS單元的代碼重構(gòu)研究142-147
  • 6.5.3 度量結(jié)果比較與分析147-148
  • 6.6 結(jié)論148-149
  • 第7章 結(jié)論149-151
  • 7.1 總結(jié)149-150
  • 7.2 進(jìn)一步工作展望150-151
  • 參考文獻(xiàn)151-159
  • 附錄159-173
  • 附錄一 數(shù)字軟核IP的可交付項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)159-162
  • 附錄二 GCSIPTC Metrics Schema162-173
  • 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文173
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    【參考文獻(xiàn)】

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      本文關(guān)鍵詞:集成電路IP質(zhì)量管理與度量:軟件工程角度的研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



    本文編號(hào):114122

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