【正文】 各種工藝發(fā)展極不平衡，在系統(tǒng)集成過程中當(dāng)需要多種工藝并存時(shí)，可借助 SiP（ System in Package）設(shè)計(jì)技術(shù)， 把 不同工藝的 各 種集成電路如 CMOS 電路、 GaAs電路、 SiGe 電路或者光電子器件、 MEMS 器件以及各類無源元件如電容、電感等集成到一個(gè)封裝體內(nèi)， 在單一封裝里 實(shí)現(xiàn) 更復(fù)雜 系統(tǒng) , 在封裝效率、性能和可靠性方面 可 提高 10 倍 左右 ，尺寸和成本 都可以大幅度 下降 [12]。 現(xiàn)在 SoC 市場(chǎng)上基本以中低檔的 SoC產(chǎn)品為主。 D 軸只有單數(shù)據(jù)流（ Single Data stream architecture）、多數(shù)據(jù)流（ Multiple Data stream architecture）兩種基本狀態(tài)，共有 D = 02C + 12C + 22C =4（種）； C 軸只有單構(gòu)令流（ Single reConfiguration stream architecture）、多構(gòu)令流（ Multiple reConfiguration stream architecture）兩種基本狀態(tài)，共有 C = 02C + 12C + 22C =4（種）。 SoC 的發(fā)展離不開功耗、性能、成本、可測(cè)性、可靠性、 IP 核可復(fù)用性、平臺(tái)技術(shù)支持性和軟硬件協(xié)同開發(fā)性等方面制約。 CSoC 技術(shù)特點(diǎn) CSoC 一般由處理器、存儲(chǔ)器、基于 ASIC 的核和片上可重構(gòu)的部件（專用化）等構(gòu)成，相對(duì) ASIC SoC 和基于標(biāo)準(zhǔn)組件多芯片板級(jí)開發(fā)而言具有明顯優(yōu)勢(shì)，其特征為： 1． CPU+可重構(gòu)處理構(gòu)件 2． 效率與靈活性很好結(jié)合在一起 3． 基于重構(gòu)確定處理功能 4． 在圖像處理、模式匹配等方面優(yōu)于超級(jí)計(jì)算機(jī) 5． 根據(jù)任務(wù)需要可動(dòng)態(tài)重構(gòu)，提高性 價(jià)比 目前學(xué)術(shù)界對(duì)可動(dòng)態(tài)重構(gòu)的高效處理件 XPP（ eXtreme Processing Platform）比較關(guān)注 [3] 。改進(jìn)軟硬件協(xié)同說明、協(xié)同分析、協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同模擬和協(xié)同驗(yàn)證，可大大減少硬件設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和縮短嵌入式軟件的開發(fā)調(diào)試時(shí)間。國(guó)內(nèi) SoC 研制開發(fā)者主要基于 MIPS 系列和類指令系列，如中科院計(jì)算所中科 SoC(基于龍芯 CPU 核，兼容 MIPSIII 指令集 )、北大眾志（定 義少許特殊指令）、方舟 2 號(hào)（自定義指令集）、國(guó)芯 C*Core（繼承 M*Core）等 ,提供了面向不同應(yīng)用領(lǐng)域的解決方案。 關(guān)鍵詞 體系結(jié)構(gòu)， CSoC， SoPC， ASIC SoC，構(gòu)令流，數(shù)據(jù)流，指令流 1 引 言 回顧計(jì)算機(jī)發(fā)展史，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展與 IC(集成電路 )技術(shù)發(fā)展緊密相關(guān)。 SoC 按指令集來劃分，主要有 X86 系列、 ARM 系列、 MIPS系列和類指令系列，性能成本各有千秋。 可靠性設(shè)計(jì)技術(shù) 由于 SoC 由多級(jí)總線組成，每一總線上含有多個(gè)設(shè)備（ IP 核 ） ,如何確保整個(gè)芯片能正常運(yùn)轉(zhuǎn)十分重要，必須考慮防“死鎖”機(jī)制和“解鎖”機(jī)制，即使某一設(shè)備（ IP 核 ） 癱瘓了，不致影響整個(gè)芯片其他功能發(fā)揮。 嵌入式軟件移植 /開發(fā) 主要研究開發(fā) SoC 的 BIOS15和嵌入式操作系統(tǒng)移植 /開發(fā)，要支 持多任務(wù)， 要使 程序開發(fā)變得更加容易，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性得到 更好 提高 ，要 便于維護(hù)，易讀易懂 ，要具有安全性好、健壯性強(qiáng)、代碼執(zhí)行效率高等特點(diǎn)?？上驳氖菄?guó)內(nèi)也有許多自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的總線架構(gòu)，如 L*BUS（中科院計(jì)算所，如圖 3 所示） ,C*BUS（蘇州國(guó)芯）等。 SoC 的分類模型 根據(jù)前述的 SoC 體系結(jié)構(gòu)的分類原則，我們?cè)谥噶盍?、?shù)據(jù)流和構(gòu)令流等概念基礎(chǔ)上，分別對(duì)應(yīng) I（ Instruction Stream Architecture指令流體系結(jié)構(gòu)）軸、 D（ Data Stream Architecture數(shù)據(jù)流體系結(jié)構(gòu)）軸和 C（ reConfiguration Stream Architecture構(gòu)令流體系結(jié)構(gòu)）軸，建立 CDI 體系結(jié)構(gòu)分類模型（三維），如圖 4 所示 。在 SoC 的銷售額中通信類、計(jì)算機(jī)類和消費(fèi)類占 80%以上，消費(fèi)類所占比重在不斷 增長(zhǎng)。但在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)微小型化和系統(tǒng)集成技術(shù)不斷提出新的更高需 求，發(fā)展 集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制及通訊接口電路、能源 23 Graphical User Interface 圖形用戶界面 24 Reduced Instruction Set Computer 精簡(jiǎn)指令集計(jì)算 25 Digital Signal Processing 數(shù)字信號(hào)處理 26 Real Time Operating System 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 等于一體的能完成特定功能的微系統(tǒng) 已經(jīng)提到議事日程，把微電子和微機(jī)械結(jié)合的 MEMS27將成為 SoC 發(fā)展的新基礎(chǔ) 。 5 結(jié)束語(yǔ) 面對(duì)集成電路向 SoC 的轉(zhuǎn)型，我國(guó)實(shí)現(xiàn)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)跨越式發(fā)展的一 個(gè)歷史機(jī)遇正在來臨 。 SoC 將嵌入 32 位、 64 位 RISC24芯片 或 數(shù)字 信號(hào)處理 芯片（ DSP25）等 增強(qiáng)型 處理 器件， 同時(shí) 支持嵌入式 RTOS26發(fā)展， 采用實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開發(fā)工具技術(shù)來控制功能復(fù)雜性， 繼承和發(fā)展計(jì)算機(jī)處理器技術(shù)。 不論是 CSoC、 SoPC 還是 ASIC SoC，與計(jì)算機(jī)學(xué)科、微電子學(xué)、材料與工藝學(xué)、電子通信等日益關(guān)聯(lián)，它們的交叉學(xué)科發(fā)展為 SoC 的技術(shù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。這一類型中按照其指令流和數(shù)