嵌入式系统在soc应用领域技术现状及发展趋势

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1、嵌入式系统在SoC应用领域技术现状及发展趋势摘要随着嵌入式系统与微电子技术的飞速发展与现代制造工艺和设计能力的不断进步，硬件的集成度越来越高，这使得将CPU、存储器和I／0设备集成到一个硅片上成为可能，SoC应运而生，系统芯片SoC已成为集成电路发展中的新焦点，并以其集成度高、可靠性好、产品问世周期短等特点逐步成为当前嵌入式系统设计技术的主流。而不断涌现出大量功能强大且价格低廉的SoC芯片，使得嵌入式设备也具有了前所未有的强大处理能力，越来越广泛地应用于人们日常生活的方方面面。引言随着信息技术的发展，我们经历了PC时代，经历着网络时代，进

2、而面向所谓后PC时代。当前，由于网络与Internet家庭化，使消费电子、计算机、通信趋于一体化，从人们在生活中使用的手机、PDA、电视、电冰箱等民用电子与通信产品，到导弹、卫星通信、潜艇等军用的控制核心，无一不打上嵌入式系统的烙印。嵌入式系统是以应用为中心、计算机技术为基础、软件硬件可剪裁、适应应用系统对动能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是将先进的计算机技术、微电子技术和现代电子系统技术与各个行业的具体应用相结合的产物，这一点决定了它必然是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。嵌入式系统广泛应用

3、于国民经济和国防建设的各个领域，发展非常迅速，调查数据表明，嵌入式系统的增长为每年18％，大约是整个信息技术产业平均增长的两倍，目前世界上大约有2亿台通用计算机，而嵌入式处理器大约60亿个，嵌入式系统产业是二十一世纪信息产业的重要增长点。随着集成电路制造工艺的飞速发展，嵌入式系统硬件的集成度越来越高，这使得将嵌入式微处理器、存储器、I/O设备等硬件组成部件集成到单个芯片上成为可能，片上系统SoC(SystemonChip)应运而生。SoC极大地缩小了系统体积；减少了板级系统SoB(SystemonBoard)中芯片与芯片之间的互连延迟，从

4、而提高了系统的性能；强调设计重用思想，提高了设计效率，缩短了设计周期，减少了产品的上市时间。因此SoC以其集成度高、体积小、功耗少、可靠性好、产品问世周期短等优点得到了越来越广泛地应用，并且正在逐渐成为当前嵌入式系统设计的主流技术。嵌入式系统所谓嵌入式系统，是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。随着微电子工艺和计算机技术的发展，嵌入式计算机系统的应用领域不断扩大，己被广泛地应用于航空航天、武器装备、机器人、通信设备、工业控制、汽车船舶直至个人电子产品等广阔的领域，形

5、成了巨大的产业，工业年产值已超过一万亿美元。随着嵌入式系统用户需求和相关技术的迅速发展，嵌入式系统设计的发展趋势如下：1．嵌入式系统越来越复杂随着用户需求的不断增加，嵌入式系统设计复杂性不断提高，设计规模不断增大，设计对象由单机走向分布式系统。2．嵌入式系统向多元化发展随着嵌入式系统应用领域不断扩大，不同场合对系统设计的功能、功耗、成本、面积等需求各不相同，嵌入式系统设计的要求由单目标走向多目标。3．嵌入式系统趋于高集成化随着嵌入式技术大量应用于手机、PSP、PocketPC等用电池供电的移动设备之中，系统设计的功耗和体积限制要求不断增强

6、，嵌入式产品的集成度越来越高。4．嵌入式系统的设计重用随着嵌入式产品更新速度加快，系统设计周期不断缩短，新产品问世时间不断减小，系统设计更加强调设计重用。5．嵌入式系统趋于软硬件综合考虑不同于通用计算机系统上的开发软件，嵌入式系统是一个软件和硬件并存的系统，设计时要从软件和硬件两个领域来综合考虑问题，它们互相联系，相互补充和制约。嵌入式系统在SoC应用领域技术现状集成电路的发展已有40年的历史，它一直遵循摩尔所指示的规律推进，现已进入深亚微米阶段。由于信息市场的需求和微电子自身的发展，引发了以微细加工（集成电路特征尺寸不断缩小）为主要特征

7、的多种工艺集成技术和面向应用的系统级芯片的发展。随着半导体产业进入超深亚微米乃至纳米加工时代，在单一集成电路芯片上就可以实现一个复杂的电子系统，诸如手机芯片、数字电视芯片、DVD芯片等。在未来几年内，上亿个晶体管、几千万个逻辑门都可望在单一芯片上实现。SoC(System-on-Chip)设计技术始于20世纪90年代中期,随着半导体工艺技术的发展,IC设计者能够将愈来愈复杂的功能集成到单硅片上,SoC正是在集成电路(IC)向集成系统(IS)转变的大方向下产生的。1994年Motorola发布的FlexCore系统(用来制作基于68000和

8、PowerPC的定制微处理器)和1995年LSILogic公司为Sony公司设计的SoC,可能是基于IP(IntellectualProperty)核完成SoC设计的最早报导。由于SoC可以充