【芯片設(shè)計(jì)】sram wrapper的封裝思路

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項(xiàng)目交付總結(jié)輸出繼續(xù)，這一篇跟上篇相似都是遇到了一些問題后的回憶款。不過說實(shí)話我也不是很確定記憶有沒有誤差畢竟時(shí)間太長(zhǎng)，所以當(dāng)作一個(gè)參考思路就好了。
那么這次遭遇的是什么問題呢？芯片尤其智能駕駛芯片不是越來越重視功能安全的問題了嘛，所以就必然會(huì)涉及到數(shù)據(jù)的校驗(yàn)，其中ECC校驗(yàn)就是很常見的檢錯(cuò)糾錯(cuò)方法，尤其對(duì)于數(shù)據(jù)通路如SRAM這類單元的數(shù)據(jù)保護(hù)。所以在項(xiàng)目推進(jìn)的過程中，抽空就回想了一下之前比較成熟的設(shè)計(jì)方案是怎么弄的。
很多時(shí)候通過工具生成的sram是不會(huì)直接使用，而是要裹上若干層wrapper之后才會(huì)在RTL中例化。具體的wrapper層數(shù)和每層的行為記得沒那么準(zhǔn)，但大體上是能對(duì)上的。生成的sram拿過來之后，最先封裝的就是其對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)邏輯，包括輸入側(cè)的ecc encoding和輸出側(cè)的decoding，decoding時(shí)會(huì)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)。最終輸出為糾錯(cuò)邏輯后的讀數(shù)據(jù)和1bit/2bit err上報(bào)信息。在出口時(shí)根據(jù)時(shí)序壓力可以選擇是否對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打拍，印象中ecc后通常會(huì)打一拍。

在sram_wrap1的基礎(chǔ)上會(huì)繼續(xù)封裝wrapper2拼接層，這里有些忘了，是單獨(dú)做一層還是直接和wrapper1合在一起，故這層wrapper不是一定會(huì)出現(xiàn)的。有sram生成經(jīng)驗(yàn)的小伙伴都清楚，工藝和制造商不是什么要求都滿足的，因此給定一個(gè)深度和寬度后工具很有可能告訴你沒有滿足的sram可以使用（在另一篇《【芯片設(shè)計(jì)】sram的一次選型與優(yōu)化經(jīng)歷》里再聊這個(gè)）。這個(gè)時(shí)候怎么辦呢，無非是拼深度、拼寬度更有甚至通過spram去拼dpram。有深度和寬度的拼接那就必然會(huì)引入選擇和數(shù)據(jù)組合的邏輯，加之我們盡可能希望外部使用時(shí)不去感知內(nèi)部真實(shí)sram的組織結(jié)構(gòu)，所以這一層也可以單獨(dú)封裝為sram_wrap2。不過還是要強(qiáng)調(diào)下，不確定這層是一定存在的，甚至這個(gè)拼接是在ecc里還是外也有些印象模糊，那姑且就按當(dāng)前的思路來吧。這一級(jí)也是一樣，根據(jù)時(shí)序情況可以在出口增加寄存器打拍。

第三級(jí)wrapper也是可選的，即RTL可以直接拿sram_wrap2去用也可以選擇sram_wrap3，這一級(jí)主要是bypass邏輯或者叫hazard處理。結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)化就是下面這樣：

這一層wrapper是要處理什么事呢，在另一篇有關(guān)斷言的文章里最后一題描述的就是這個(gè)場(chǎng)景，直接截圖下：

sram_wrap3實(shí)現(xiàn)的就是這個(gè)讀回過程中有同地址的寫則將最新寫入的數(shù)據(jù)直接讀出的功能，當(dāng)然了數(shù)據(jù)順序和時(shí)序是需要滿足的啊，規(guī)定好的3拍回?cái)?shù)據(jù)拿還是得在第3拍回不能早也不能超車。到wrapper3這層就已經(jīng)滿足RTL里所有的功能需求了，那么是不是還需要wrapper4呢？是可以有的，不過這就是fifo或者類似場(chǎng)景下的定向需求了。這個(gè)需求點(diǎn)在哪里呢，如果我們的fifo很大很深的話用寄存器搭建會(huì)導(dǎo)致很大的面積以及功耗開銷，因此可以替換為sram作為存儲(chǔ)單元。可是以sram為存儲(chǔ)單元，以目前封裝wrapper的情況看，發(fā)起讀請(qǐng)求后需要3到4拍數(shù)據(jù)才能返回，這顯然會(huì)導(dǎo)致性能下降以及潛在的功能問題。
根據(jù)fifo取數(shù)的特點(diǎn)（順序讀寫），通常我們都會(huì)采用預(yù)取的策略，即在已經(jīng)知道下一個(gè)要讀取的數(shù)據(jù)地址前提下，提前把數(shù)據(jù)從sram讀到寄存器中，這樣當(dāng)需要讀取時(shí)當(dāng)拍即可把預(yù)讀的數(shù)據(jù)給下游使用。當(dāng)然實(shí)際場(chǎng)景里會(huì)更復(fù)雜些，比如預(yù)取區(qū)有空位為sram為空，則數(shù)據(jù)直接進(jìn)入預(yù)取區(qū)不經(jīng)過sram。但總之就是這樣的一套邏輯，之前在實(shí)現(xiàn)基于sram的同步fifo時(shí)也參考了該方案。

以上這些內(nèi)容就是在記憶中對(duì)sram使用前的封裝處理，最后將他們匯總到一張圖中。

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