soc技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展探討-在線瀏覽
2025-08-12 23:56本頁面
【正文】 ed memory)、數(shù)字信號處理器(DSP)、數(shù)字功能模塊(Digital function)、模擬功能模塊(Analog function)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/DC, D/AC)以及各種外圍配置(USB, MPEG)等等，這是新發(fā)展的SOC技術(shù)。SOC能提供更好的性能、更低的功耗、帶來了電子系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用的革命性新變革，可廣泛應(yīng)用于移動電話、硬盤驅(qū)動器、個人數(shù)字助理和手持電子產(chǎn)品、消費性電子產(chǎn)品等。從應(yīng)用角度劃分SOC有三種類型:專用集成電路型SOC、可編程SOC和OEM型SOC。從全球市場發(fā)展趨勢來看，從1995年開始，SOC在集成電路市場中所占比例正在穩(wěn)步增長，到2007年將接近四分之一。 SOC的應(yīng)用市場，通信與消費類產(chǎn)品穩(wěn)居前兩位，隨后依次為數(shù)據(jù)處理，和汽車電子。三、SOC芯片技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)（一）SOC設(shè)計基礎(chǔ)是IP核復(fù)用，有效地復(fù)用IP核成為SOC發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。一個SOC芯片可能包含上百個IP核，沒有一家公司或企業(yè)可以完全擁有所需要的IP，為適應(yīng)上市時間的要求，從外界獲得IP核已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急，如果這樣的渠道不暢通，IP核用戶不能及時得到他所需要的IP，勢必成為阻礙SOC工業(yè)發(fā)展的瓶頸。虛擬元件交易門戶VCX(Virtual Component Exchange)、虛擬元件交易門戶Damp。 Reuse)等是從事IP電子商務(wù)的組織，使IP核的交易在一種有效的、國際化、開放的市場基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)進行，從而提高IP的交易效率促進遠程IP的采購與銷售，并為IP的交易提供法律和業(yè)務(wù)方面的服務(wù)。隨著微電子集成度的提高，SOC對EDA提出更高更苛刻的要求，從目前來說，滿足SOC設(shè)計軟件開發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)前EDA行業(yè)的一個主要研究課題。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，EDA技術(shù)必然吸收信息技術(shù)的營養(yǎng)，從而突破設(shè)計上的時空限制，完善軟、硬件協(xié)同設(shè)計技術(shù)SOC的設(shè)計流程比傳統(tǒng)的IC設(shè)計復(fù)雜得多，需要的工具和語言也更加多樣化。3．SOC對算法和內(nèi)部電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提出更高的要求?？v觀微電子技術(shù)的發(fā)展史，每一種算法的提出都會引起一場變革。目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)理論正在發(fā)展。在電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，由于射頻、存儲器件加入到SOC，使得SOC的電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工藝已經(jīng)不是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。為實現(xiàn)粘連邏輯，需要對新的邏輯陣列技術(shù)做系統(tǒng)、深入的研究。雖然目前SOC存在上述這些需解決的問題，但是它畢竟是一顆含苞未放的花蕾，不久便會結(jié)出碩果。芯片制造商在構(gòu)思新品時就要讓用戶參與。今天，芯片制造商之間的競爭不僅來自對手也將來自用戶。2．缺乏復(fù)合型人才。目前世界上各大半導(dǎo)體公司都深深感到設(shè)計SOC人才的匾乏，連IC發(fā)源地硅谷的各大公司也感到綜合技術(shù)人才的嚴(yán)重短缺。目前EDA工具還不夠成熟，其處理能力己跟不上SOC工藝的發(fā)展，未能充分發(fā)揮SOC的性能。而面向不同系統(tǒng)的軟件和硬件的功能劃分理論支撐軟、硬件的協(xié)同設(shè)計，其中不同的系統(tǒng)涉及各種計算機系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)壓縮解壓縮和加密解密系統(tǒng)等4．IP兼容性與多樣化。另外，在綜合不同來源的IP時，邏輯綜合軟件由于不能改變硬IP模塊的內(nèi)部邏輯與時序，使整個芯片的速度面積比及時序預(yù)算不能達到最佳值，最終影響芯片的整個性能。5．測試、封裝與散熱更高的要求。SOC芯片中在測試上遇到前所未有的難題有：晶體管的數(shù)目越來越多；為了符合顧客的需求，芯片所提供的功能越來越多；各個不同功能模塊運作的頻率往往不同；各功能模塊所使用的電壓也可能不同；各功能模塊的測試原理也不相同；如何能有效進行SOC芯片的測試工作，是學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界與各個研究單位都在努力解決的問題。由于集成度不斷提高，引線間距過窄，會增加封裝難度，從而增加封裝成本；由于電路集成度過高，布線層數(shù)增多，必須解決散熱技術(shù)問題。一些半導(dǎo)體供應(yīng)商正在考慮一項新的技術(shù)SIP( System in a package)，希望能取代倍受爭議的SOC產(chǎn)品。在SOC產(chǎn)品中只有一個小片(die)，SIP則包括多個堆疊在一起的小片，或?qū)⒍鄠€stacks整合在同一個襯底(substrate)上。在多媒體和其他一些對于數(shù)據(jù)速率要求很高的應(yīng)用中，存儲帶寬是一個關(guān)鍵的指標(biāo)，PCB上銅互連往往對于數(shù)據(jù)的傳輸形成阻礙，而不同的是，SIP可提供高密度的數(shù)據(jù)通道，即單位板面積的數(shù)據(jù)通道更多。而SIP則通過將RF和其他電路進行分離，在各個不同的電路部分形成一個物理隔層，最大程度地減少彼此之間的電磁干擾。首先，在SOC芯片的網(wǎng)絡(luò)計算方面，技術(shù)不斷發(fā)展進步。利用高密度襯底以SIP形式集成ASIC和存儲器可以節(jié)省成本，因為SIP減少了母板布線的層數(shù)和復(fù)雜性，同時也提高了母板的空間利用率，在有限的空間中集成更多的功能塊。對于手機產(chǎn)業(yè)來說，更輕、更薄、功能更全面是其發(fā)展的方向，同時更高的性價比和更短的開發(fā)周期是其具備市場競爭力的基礎(chǔ)。再次，基于平臺的SOC設(shè)計技術(shù)和SIP的重用技術(shù)是SOC產(chǎn)品開發(fā)的核心技術(shù)，是未來世界集成電路技術(shù)的制高點。在信息安全、音視頻處理上有1012種平臺；集成電路IP數(shù)量達100種以上等。微型傳感器技術(shù)近年來發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，例如生物醫(yī)學(xué)傳感器、圖像傳感器、MEMS傳感器等，同時傳感器正被逐步集成于手機等袖珍器件中。六、總結(jié)SOC是微電子設(shè)計領(lǐng)域的一場革命，
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