soc分類及其技術發(fā)展趨勢(已改無錯字)
2022-10-02 23:21:26 本頁面
【正文】 圖 3 L*BUS 總線架構圖 多數(shù)據流 )等四種體系結構，以靈活適應各種應用中不同算法的需求。 另一種是基于數(shù)據流計算的體系結構，只控制單元的輸入 /輸出數(shù)據。按數(shù)據流原理工作，比指令流效率要高，但靈活性要差一點。基于數(shù)據流計算的脈動陣列 [8]是該類的典型體系結構。脈動陣列是一系列數(shù)據路徑部件 DPU（ Data Path Unit）的陣列。數(shù)據按照節(jié)拍從數(shù)據存儲器流出，通過 PU陣列完成計算，其結果再流回數(shù)據存儲器。 PU陣列只有控制數(shù)據的功能，這也是流件（ FlowWare）的起源。常規(guī)的 SoPC 是其典型技術代表。 第三種是基于構令流計算的體系結構，以粗粒度的 FPGA 芯片為載體的 SoC 采用粗粒度的變件 (Morphwave)可動態(tài)重構實現(xiàn)體系結構設計的硬件形式 [9] 。它可以是一個 rPU（ reconfigurable Processing Unit）的陣列，通過所謂構件（ Configuwave）來實現(xiàn) [10]，構令流來自于構 令存儲器 CM(reConfiguration Memory)，通過構令管理器（ reConfiguration Manager）控制 rPU 陣列變化，按照數(shù)據流原理工作， CSoC 是其典型技術代表。 SoC 的分類模型 根據前述的 SoC 體系結構的分類原則，我們在指令流、數(shù)據流和構令流等概念基礎上，分別對應 I（ Instruction Stream Architecture指令流體系結構）軸、 D（ Data Stream Architecture數(shù)據流體系結構）軸和 C（ reConfiguration Stream Architecture構令流體系結構）軸，建立 CDI 體系結構分類模型（三維），如圖 4 所示 。 任何具有指令流計算、數(shù)據流計算與構令流計算的混合計算機體系結構的 SoC 都可歸納在 CDI 三維空間中。 I軸有 SISD、 SIMD、 MISD 和 MIMD 等 4 種基本體系結構分類，共有 I = 04C + 14C + 24C + 34C + 44C =16（種），其中 n4C 表示 SoC 在 I 軸上有 n 種特征混合。 D 軸只有單數(shù)據流（ Single Data stream architecture）、多數(shù)據流（ Multiple Data stream architecture）兩種基本狀態(tài)，共有 D = 02C + 12C + 22C =4（種）； C 軸只有單構令流（ Single reConfiguration stream architecture）、多構令流（ Multiple reConfiguration stream architecture）兩種基本狀態(tài)，共有 C = 02C + 12C + 22C =4（種）。 故有 S=I?D?C?1=16?4?4?1=255（種），亦即利用 CDI 分類模型可以描述 255 種 SoC 體系結構，可以采用“ C@D@I”這種表示方式，如 SC@MD@SIMD 就表示 SoC 具有單構件流、多數(shù)據流、單指令多數(shù)據的混合體系結構。 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 。 不論是 CSoC、 SoPC 還是 ASIC SoC，與計算機學科、微電子學、材料與工藝學、電子通信等日益關聯(lián)，它們的交叉學科發(fā)展為 SoC 的技術發(fā)展提供了強有力的支持。 圖 4 CDI 分類模型圖 C（ CSA） D（ DSA） I（ ISA） 0 計算機學科提升 SoC 技術水平 馮 .諾依曼體系結構（以程序和數(shù)據合一為特征）和數(shù)據流體系結構（以程序和數(shù)據分離為特征）是計算機的主流體系結構 。 通用計算機的微小型化，為 SoC 技術發(fā)展提供了源泉 。 所謂“今天的 PCB 板就是明天的 SoC”，是很好的腳注。 計算機領域的總線架構技術、算法實現(xiàn)技術、模塊化設計技術、 BIOS 技術、軟件工程技術、軟硬件調試技術、系統(tǒng)驗證技術、性能評估技術、實時處理技術、可靠性設計技術、人機交互技術、負載平衡技術和低功耗設計技術等等無不反映到 SoC 設計技術中，也促使 SoC 能在幾年內迅猛發(fā)展起來，成為后 PC 時代 的計算機主要發(fā)展方向之一。 SoC 技術發(fā)展盡管與工藝發(fā)展和 EDA 設計手段的提高有很大關系，但其核心是 CPU 核、總線架構和各種 IP 核 。在總體性能評估和實現(xiàn)技術上，無不與計算機專業(yè)領域相關 。 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。 SoC 推動計算機體系結構發(fā)展 SoC 技術發(fā)展與市場需求緊密相關 。 SoC 的主要應用領域有計算機、通信、消費類電子、工控、交通運輸?shù)?。在 SoC 的銷售額中通信類、計算機類和消費類占 80%以上，消費類所占比重在不斷 增長。 進一步細分 SoC 市場，計算機類有圖像處理、硬盤驅動、高檔打印機、個人助理等；通信類有有線網、無線網、手機、可視設備、通信基站等；消費類有數(shù)字電視、 DVD、 STB、數(shù)碼相機等；工控類有過程控制 /處理、測試 /儀表、醫(yī)療設備、監(jiān)控系統(tǒng)等；交通運輸類有引擎控制、儀表裝置、安全系統(tǒng)等。 SoC 市場規(guī)模的日益擴大，在信息技術和電子產品領域的地位越來越重要。 現(xiàn)在 SoC 市場上基本以中低檔的 SoC產品為主。隨著數(shù)字化產品需求日益旺盛，對高端 SoC的需求日益迫切，如在音視頻、通信等領域，對 SoC 提出了更高要求，需要雙核 、四核等多核集成。 SoC 在中高檔方面將
環(huán)評公示相關推薦
鄂ICP備17016276號-1