sopc系统设计与实践知识点

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1、SOPC系统设计与实践知识点一课程概述1.FPGA:FieldProgrammableGateArray现场可编程门阵列，一类超大规模集成电路芯片，硬件范畴2.SOC：3.SOPC:(P2)SystemOnProgrammableChip可编程片上系统，系统层级概念，既包括硬件系统也包括软件系统4.HDL：5.VHDL：（P3）VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)，意为超高速集成电路硬件描述语言。6.简要论述这门课程的目的。（P3）掌握数字逻辑的基本理论、基本分析和设计方法，具备使用VHDL（VeryHighS

2、peedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage）或VerilogHDL（HardwareDescriptionLanguage）语言进行数字逻辑设计的能力，熟悉在FPGA上构建嵌入式SOPC硬件系统的方法。7.写出本课程所讲述的两部分主要内容。（P5）一个部分是基础的FPGA系统设计，另外一个部分是基于FPGA的嵌入式SOPC系统设计。8.写出本课程主要讲解的两个软件和一个硬件开发系统的名称（P5）QuartusII，NiosII和DE2硬件开发系统9.论述本课程内容的三个层次（P6~7）n基于FPGA芯片的数字逻辑设计掌握现代EDA技术及

3、其基本概念，熟悉基本设计方法和设计语言，能够实现简单的数字逻辑电路，掌握FPGA芯片的基本结构和功能。n基于FPGA芯片的数字综合系统设计在第一层次的基础上，利用专有开发软件搭建较为复杂的FPGA数字综合系统，掌握FPGA芯片更为复杂的功能n基于FPGA的嵌入式SOPC系统设计在前两个层次基础上，搭建基于FPGA芯片的嵌入式SOPC系统，涉及到使用专有软件的系统原理设计、系统仿真和调试、程序下载、硬件调试等环节；该部分是本课程的学习重点。二专业动态1.论述下国家大力发展集成电路的原因？（P5）•社会发展的需要：集成电路是最能体现知识经济特征的典型产品之一。•经济发展的需要：现代经济发展的数

4、据表明，GDP每增长100元，需要10元左右电子工业产值和1～2元集成电路产值的支持。2010年，我国集成电路产业销售额1424亿元，同比增长28.4%，设计业销售384亿，同比增长41.9%。2010年集成电路市场增速达29.5%，实现销售额7349.5亿元。目前发达国家信息产业产值已占国民经济总产值的40%～60%，国民经济总产值增长部分的65%与集成电路有关。•国家安全的需要：集成电路是信息化的基础，芯片的供应和芯片的安全性问题。2.列出7个国家级集成电路设计产业化基地。（P9）北京、上海、杭州、无锡、西安、成都、深圳3.我国集成电路目前发展遇到的障碍。（P14）资金、技术、人才4.

5、集成电路技术演进路线。（P20）一是芯片集成度不断提高。集成电路技术未来一段时间仍将按摩尔定律继续前进，以CPU为代表的芯片集成度和处理能力仍会继续增长，半导体存储器存储容量持续加大。目前32纳米工艺已量产，2012年导入22纳米，2014年导入18纳米。二是功能多样化趋势明显。集成电路产品以价值优先和功能多样化为目标，更加注重集成运算和存储之外的新功能，集成了射频通信、功率控制、无源元件和传感器等功能的产品越来越多，系统级封装(SIP)等先进封装技术应用更加广泛。5.写出系统集成芯片技术的三个方面的技术。（P39）6.写出SOC的三种嵌入式核并指出灵活性最高的是哪类核。（P43~44）•

6、软核是用可综合的RTL描述或者通用库元件的网表形式表示的可复用模块。用户须负责实际的实现和版图。（最灵敏）•固核是指在结构和拓扑针对性能和面积通过版图规划，甚至可用某种工艺技术进行优化的可复用模块。它们以综合好的代码或通过库元件的网表形式存在。•硬核是指在性能、功率和面积上经过优化并映射到特定工艺技术的可复用模块。它们以完整的布局布线的网表和诸如GDSII（一种版图数据文件格式）格式的固定版图形式存在。7.列出四种代表性的HDL语言。（P65~68）1.VHDL2.VerilogHDL3.Superlog4.SystemC三VHDL语言1.论述VHDL的特点。（P4）1）．支持从系统级（特

7、大型）至门级电路的多层次描述；支持结构描述、行为描述、数据流描述及混合描述。2）．支持自底向上（bottom-up）及自顶向下（top-down）的设计；支持模块化、层次化设计；支持函数、过程及自定义程序包和库，可设计共享。3）． 支持组合逻辑电路和时序电路；支持延迟功能。4）． 使用类属语句进行参数化设计。5）． 支持断言语句，报告系统信息和错误信息。6）． 数据类型丰富、安全性好，既有预定义数据类型，又可自定义数据类