soc分類及其技術發(fā)展趨勢-文庫吧在線文庫
【正文】 表裝置、安全系統(tǒng)等。 SoC 芯片設計不僅需要較強的計算機體系結構背景知識，而且 突 顯 了軟件開發(fā)的 地位 ， 對 開發(fā)平臺和嵌入式操作系統(tǒng) 提出了更高的要求，為計算機專業(yè)人員提供了大顯身手的廣闊天地。 MEMS 也 是多學科交叉的前沿研究領域，涉及電子工程、機械工程、材料工程、信息工程、物理學、化學、光學以及生物醫(yī)學等學科與技術 [11]。有國內大市場作為依托，只要整合好資源優(yōu)勢，我國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平不僅可向世界看齊，而且有可能引領高端芯片設計的發(fā)展方向。 SoC 的 CDI分類模型能刻畫系統(tǒng)技術發(fā)展，滿足更復雜系統(tǒng)的單一芯片化需求，同時推動多學科交叉發(fā)展。 SoC 開創(chuàng)了交叉學科發(fā)展的新天地 SoC 是需要多種學科支持的新興技術領域。 SoC 在中高檔方面將取代傳統(tǒng)意義上的 CPU，向系統(tǒng)性能更好、功耗更小、成本更低、可靠性更高、開發(fā)更容易方向發(fā)展，滿足 人們以 GUI23屏幕為中心的多媒體界面與信息終端交互 需求，如 手寫文字輸入、 身份識別、 語音撥號上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件 、視頻播放、網(wǎng)絡游戲、可視電話、 語言同聲翻譯 等。 尤其在高端應用領域，如多 CPU 核集成和異構型集成等系統(tǒng)需求，計算機學科會繼續(xù)從不同層面推動 SoC 的技術發(fā)展。 4 SoC 技術發(fā)展方向 SoC 的概念從 20 世紀 90 年后期提出后，技術得到快速發(fā)展 。常規(guī)的 SoPC 是其典型技術代表。 SoC 的分類原則 SOC 按照其所采用的體系結構可分類如下： 一 種是基于指令流計算的體系結構，典型代表是傳統(tǒng)的 ASIC SoC。 19 Ball Grid Arrays 球格陣列 圖 1. 基于 XPP/Leon 的 CSoC 體系結構 JTAG PLL UART 外部存儲器接口 跟蹤 模塊 定時器 中斷控制器 看門狗定時器 256KB SRAM ARM922T APEX20K 128KB DPRAM 圖 2. SoPC 結構框圖 ASIC SoC 技術特點 ASIC SoC 是一種面向特定應用的片上系統(tǒng)，具有高性能、強實時、高可靠、低功耗、低成本化等特點，一般具備以下基本特征： 1． 至少有一個以上的 CPU 核 2． 具有規(guī)范的總線架構（如 AMBA20） 3． 具有 RAM21資源（或片上訪存控制器） 4． 具有適量的 I/O 設備（包括模擬的） 5． 具有可擴展的接口（如 PCI22） 6． 具有可在線調試口（ eJTAG） 7． 具有可測試性電路 20 Advanced Microcontroller Bus Architecture 21 RandomAccess Memory 隨機存取存儲器 22 Peripheral Component Interconnect 外圍設備互連 ASIC SoC 一般是基于 IP 核或 SoC 開發(fā)平臺的產(chǎn)品，需要專門技術、 IP 庫、 SoC 總線架構和嵌入式軟件支持（包括 BIOS、 OS） ，需要廣泛的多功能 IP 核和將客戶邏輯與之集成在一起的設計藝術，以滿足客戶產(chǎn)品開發(fā)的需求。適用的可重構數(shù)據(jù)處理架構往往由處理陣列單元（ PAE17）、面向通信網(wǎng)包、層次化的重構管理樹（ CM18）和 I/O 模塊等構成。芯片功耗主要由跳變功耗、短路功耗和泄漏功耗組成。 芯片綜合 /時序分析技術 由于 SoC 系統(tǒng)復雜度和規(guī)模愈來愈 大，像多時鐘、多電壓以及超深亞微米等新課題不斷出現(xiàn)，對 SoC 的綜合性研究提出了更高的要求。 IP 核可復用技術 IP 核一般分為硬核、軟核和固核三 種， 硬核 是指經(jīng)過預先布局且不能由系統(tǒng)設計者修改的 IP 核， 軟核 通常以HDL 語言形式提交， 固核 由 RTL 的描述和可綜合的網(wǎng)表組成。 1 Intellectual Property 知識產(chǎn)權 2 ApplicationSpecific Integrated Circuits（全定制）專用集成電路 3 Configurable SoC 可重構 SoC 4 SystemonaProgrmmableChip 可編程片上系統(tǒng) 5 Field Programmable Gate Array 現(xiàn)場可編程門陣列 6 Programmable System on a Chip 7 Embedded Programmable Gate Array 嵌入式可編程門陣列 SoC 自 20 世紀 90 年代后期出現(xiàn)以來，隨著超深亞微米工藝的不斷發(fā)展，以 3C 融合為特征的后 PC時代給 SoC發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的發(fā)展空間，也日益引起學術界和工業(yè)界的極大關注 [3]。二十一世紀初將是 SoC 快速發(fā)展的時期。目前 IC設計產(chǎn)業(yè)中出現(xiàn)了系統(tǒng)設計和 IP1核設計的分工，形成了以 SoC (System On a Chip) 技術為主導的 chipless 設計方式，對計算機技術發(fā)展將產(chǎn)生較為深遠影響。 SoC 設計方法學已引起了工業(yè)界和學術界的極大關注，是后 PC 時代的重要發(fā)展方向。 當前，無論在國際上還是國內，在 So
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