soc技术现状及其挑战

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1、专题特写:SoC设计SoC技术现状及其挑战北京交通大学电子信息工程学院李兵骆丽当前在微电子及其应用领域正在国内外SoC技术的研究及应用现状仅必须拓展系统内部设计能力而且要发生一场前所未有的变革这场变革是从应用开发的角度来看SoC的主直接开发和交付SoC设计套件和方法给由片上系统SoC技术研究应用和发要含义是在单芯片上集成微电子应用产客户因此SoC设计逐渐向可编程SoC展引起的从技术层面看SoC技术是品所需的所有功能系统SoC技术研究方向发展超大规模集成电路发展的必然趋势和主内容包括开发工具IP及其复用技术中国在高新技术研

2、究发展863计划流它以超深亚微米VDSMVery可编程系统芯片信息产品核心芯片开中把SoC作为微电子重大专项列入了DeepSubmicron工艺和知识产权IP发和应用SoC设计技术与方法SoC20002001年度信息技术领域的重大专核复用技术为支撑制造技术和工艺等从使用角度来看项预启动项目并在IP核的开发软硬SoC有三种类型专用集成电路ASIC件协同设计IP复用VDSM设计新SoC的由来及其发展(ApplicationSpecificIC)可编程SoC工艺新器件等方面布置了预研性课题SoC是20世纪90年代出现的概念(S

3、ystemonProgrammableChip)和其中IP核的设计和制造是SoC技术中最随着时间的不断推移和SoC技术的不断OEM(Originalequipment为关键的部分在中国最适应SoC技术完善SoC的定义也在不断的发展和完Manufacturer)型SoC应用开发的SoC类型是可编程SoC技术善Dataquest定义SoC为an国际上SoC应用设计逐渐从ASIC可编程SoC是在一块现场可编程芯integratedcircuitthatcontainsa方向向可编程SoC方向发展ASIC设片上提供产品所需的系统

4、级集成多家computeengine,memoryandlogic计的典型实例主要包括1994年IC提供商已经在可编程SoC的实现方onasinglechip即SoC为包含处Motolola的FlexCore系统是基于定制面迈出了可喜的步伐这些新的器件所理器存储器和片上逻辑的集成电路的68000和PowerPC微处理器1995提供的系统功能包括处理器存储器和这大致反映了1995年左右SoC设计的年LSILogic为Sony公司开发的SoC,可编程逻辑从而解决了与ASIC相关基本情况随着RF电路模块和数模混它包括一个1MI

5、PS的微处理器存储器的NRE非经常性工程费用高或制造合信号模块集成在单一芯片中SoC的和SonyLogic这已经被广泛应用于周期太长的问题可编程SoC提供了定义在不断的完善现在的SoC中包含SonyPlaystation视频游戏中1996年ASIC的高集成度低功率小尺寸低一个或多个处理器存储器模拟电路IBM公司制造了它的第一款SoC成本及FPGA的低风险灵活性和上模块数模混合信号模块以及片上可编ASIC该系统包括PowerPC401微处市快的特性这也是SoC技术在微电子程逻辑因此SoC定义的发展和完善理器SRAM存储器高

6、速的模拟存储行业受欢迎的最根本的原因过程也大致反映SoC技术在近15年的器接口和私有的客户逻辑目前已有几家IC提供商提供这种发展趋势随着SoC应用的不断普及市场需类型的可编程SoC其中比较著名的三要更加广泛的SoC设计SoC提供商不个公司是AtmelXilinx和Altera40今日电子2005年8月专题特写:SoC设计题但这同时又出现了另可测性IP核必须是经过测试验外一个问题由于不同厂证的当用于具体的设计中时并非一商使用不同的总线结构点改变都没有因此IP核的功能和性例如ARM的AMBA总线能还应该被使用方测试不仅能对其

7、进MIPS的EC总线IBM的行单独的测试并且能在系统的应用环境CoreConnect总线因此不中进行测试同厂商IP核之间的互连几端口定义标准化即IP核的端口乎是不可能的建立一种要有一个统一的定义图1典型的IP核互连结构通用的片上总线结构是版权保护Atmel公司1999年开发出首个基于VSIAVirtualSocketInterface交付的数据资料完整方便芯片RISC的现场可编程SoC集成电路Association一直努力的目标的集成过程FPSLICFieldProgrammableSystem最近提出一种基于片上网络的

8、互除了以上的挑战之外伴随着VLSILevelICAT40KFPGAXilinx连结构即IP技术时钟频率超过2.2GHz以及晶体管公司的SoC芯片型号为Spartan核之间通过网的特征尺寸缩小到小于0.13m对传SpartanIIVirtexVirtexIIXC4000络结构来实现统的VLSI设计者来说SoC设计还将和