自从晶体管和集成电路问世以来,IC产业便遵循着摩尔定律飞速发展。二十世纪九十年代,系统芯片(System On Chip,SoC)开始兴起,进入二十一世纪后,随着嵌入式系统应用的发展和不断深化,SoC技术已逐渐成为集成电路设计的主流,应用领域越来越广泛,在通信、交通、自动化、网络及消费电子等领域都发挥着重要作用,SoC产品的市场竞争也日趋激烈,如何在最短的时间内开发出高性能、低功耗、低成本的SoC产品,成为了人们越来越关注的问题。本论文以高性能指纹识别芯片项目为背景,介绍了所设计的基于特定应用的SPI接口模块IP,并详细叙述了 IP核的集成和验证过程,以及最终的物理实现结果。本论文首先对SoC相关知识和SoC验证技术进行了简要介绍,同时也对指纹识别系统进行了说明。然后详细叙述了 SPI接口模块的设计与集成,介绍了 SoC验证环境及验证过程。最后介绍了芯片的物理实现过程和结果。本论文的工作基于实际的嵌入式SoC产品的研发,以SPI接口模块为例,整体上介绍了 SoC产品研发中IP核由设计到实现的过程。本论文重点介绍了 SPI接口模块的设计与验证过程。该模块采用AMBA2.0标准来实现与系统内部的通信,并且包含DMA握手接口,可通过DMA方式提高数据传输效率。对该模块的验证则是将其集成到系统中,在SoC环境下进行验证。验证方法采用基于仿真平台和FPGA平台的软硬件协同验证,在验证模块功能的同时,也保证了模块可与系统协同工作。本论文的最后介绍了芯片的物理实现过程。物理设计与验证是芯片设计中的重要环节,影响着电路的性能、功耗与成本。使用Synopsys公司的Design Compiler工具对芯片进行逻辑综合,ICCompiler工具进行版图设计,并进行DRC和LVS检查。本论文所介绍的SPI接口模块是针对特定应用进行开发的,合理规划内部结构,采用DMA方式辅助传输,在保证传输效率的同时,尽量降低其面积和功耗,以利于芯片整体的性能提升。本论文介绍了 IP核的设计、验证以及物理实现的完整流程,并已在实践中得到成功应用,在SoC产品研发中具有一定的理论和指导意义。