随集成电路技术的发展,IC集成度越来越大,复杂度越来越高,尤其是进入深亚微米阶段以后,单片IC有足够资源容纳系统设计,形成片上系统(System On a Chip),但是设计人员设计能力的提高落后芯片复杂性增长的步伐.同时竞争的加剧,要求对市场具有快速的反应能力,降低产品开发周期.设计能力和硅芯片所能提供的集成能力增长差距的扩大阻碍了片上系统的有效开发.为解决这一矛盾,必须提高设计人员的设计能力,降低产品开发周期和成本.具有知识产权(IP)的功能块的重用是提高设计能力的有效方法.该文首先分析了现有的模块间通讯(communication)方法,认为采用基于层次化总线的设计方法可以实现某一特定领域的设计重用,而采用基于标准接口的设计方法则可以更好、更广泛地实现IP模块的重用.该文采用摩托罗拉半导体重用标准IP接口规范,建立了基于标准接口的IP模块设计方法和设计环境.接着研究了IP模块可重用设计方法及其主要问题,提出了片上系统的IP设计方案,建立了可重用IP模块的设计方法和环境.认为增强IP模块的可重用性,需要建立统一的有效的IP设计方法、建立工业界广泛采用的重用标准、开发基于IP的设计工具、建立统一的内部设计环境、开发大量的高质量的IP并建立便于存取的IP库、提高设计抽象程度并研究基于IP的系统设计方法.采用IP模块可重用设计方法,按照摩托罗拉的半导体重用标准(SRS),完成外设IP模块实时时钟(RTC)设计,分别提供软IP和硬IP实例设计交付件并集成到DBX芯片.然后深入研究了基于平台的系统级设计方法,完成了Mcore集成平台的组建:包括采用层次化总线结构,开发Mcore平台的IP测试体系结构,建立Mcore集成平台的设计环境.结合使用层次化总线结构和IP标准接口,可同时重用IP模块和系统体系结构.通过对Mcore集成环境的简单配置,选取所需的外设模块,可自动生成集成平台的测试台,简化了系统设计,缩短了设计周期.最后利用Mcore的集成平台和IP模块库,针对具体的产品要求,完成了DBX和Patriot两个系列产品的的集成和验证的具体实现,提供了相应产品系列的设计模版,从而可以快速开发其衍生产品,实现了IP模块以及系统体系结构的高度重用.