浅谈SOC技术的应用与发展

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1、研究生课程论文题目：浅谈SOC技术的应用与发展姓名：专业：学号：班级：导师：-12-序言微电子技术当前发展的一个标志性的特点就是系统级芯片（SOC）概念的出现，也被称为片上系统，即集成在一个芯片上的微电子系统。电子技术是信息社会的基石，实现信息化的网络及其关键部件不管是各种计算机还是通讯电子装备，它们的基础都是集成电路。随着集成电路技术的发展、使整机、电路与元件、器件之间的明确界限被突跛，器件问题、电路问题和整机系统问题已经结合在一起。微电子技术与传统电子技术相比，其主要特征是器件和电路的微小型化，它把电路系统的设计和制造工艺紧密结合起来，适于进行大规模的批量生

2、产，因而成本低和可靠性高。由于IC设计与工艺技术水平不断提高，集成电路规模越来越大，大型集成电路的复杂程度越来越高，已经可以将整个硬件系统集成在一个芯片上。正是在市场需求牵引和技术推动的双重作用下，出现了将整个系统集成在一个IC芯片上的系统级芯片的概念。其进一步发展中，已经可以将各种物理的、化学的和生物的敏感器用来执行信息获取功，与信息处理系统集成在一起可以完成从信息获取、处理、存储、传输到执行的系统功能，这就是一个更广意义上的系统集成芯片。随着集成电路设计技术的进步和半导体制造工艺的发展，越来越多的电路可以集成在一块芯片内，这大幅降低了系统的成本并提高了系统的

3、可靠性。通过使用IP(IntellectualProperty)，在单个芯片上可能集成了微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、存储器、射频前端、数模和模数转换器等硬件以及完成特定功能所必需的嵌入式软件，这就是片上系统。SOC的主要特点就是包含微处理器以及完成特定功能所必需的嵌入式软件。SOC不仅指它的硬件平台，还包括了运行在其上的软件成分。一、SOC芯片技术的特征不断发展的信息市场推动技术的SOC发展。目前，很多具有中央处理器功能的消费性电子产品，如视频转换器(Set-topbox)、移动电话(mobilephones)和个人数字助理(PDA)等等，都可

4、称之为SOC芯片。这类产品不仅在市场上占有重要地位，且其销售量还在不断的增长当中，已经越来越成为消费性电子的主流产品。这类产品对成本与市场价格相当敏感，因此，业者的竞争力便来自于谁能更好的控制成本。由于在一个芯片中集成了多种不同的功能模块，SOC-12-技术的发展为降低这类消费性电子产品的成本提供了机会。SOC不但集成度高，更重要的是具有应用领域的行为和功能特征，具有更多的应用专业知识含量，使整机成本和体积以及功耗都大大降低，加快了整机系统更新换代的速度，SOC推动了通信、电脑、电子设备和消费电子产品朝轻、薄、短和低功耗方向发展，带动电子信息产业的新变革。SOC

5、与单功能芯片相比有如下特点：1．扩展了芯片功能，从单一功能增加到多种功能，如一般移动电话由RF/IF信号处理电路和基频信号处理电路两大部分组成，目前上市的移动电话用IC由2-4块组成，1998年日本富士通公司利用CMOS工艺推出单芯片移动电话用IC。这样，在单芯片上可实现天线切换、锁相回路(PLL)、本地振荡、解调变处理、调变处理和帧处理等功能。2．提高芯片性能指标，SOC是从整个系统的角度进行设计，在相同的工艺条件下可实现更高性能的系统指标，如利用0135E.w工艺，采用SOC设计方法，在相同的系统复杂性和处理速率下，相当于采用011Eun工艺制造的IC所实现

6、的同样系统的性能。同时，采用SOC设计方法完成同样功能所需的晶体管数目可降低2-3个数量级。3．减少芯片体积，降低所占的印制电路板(PCB)空间，一个芯片集成一个系统，相当于一个部件或一部整机，势必减少整机的体积。如DVD用芯片，目前为第三代LSI芯片，由3块芯片组成，不久将推出第四代LSI芯片，由2块芯片组成，一块为前端电路，另一块为后端电路。4．降低芯片功耗，提高抗电磁干扰和系统可靠性。如日本日立公司HG73M系列SOC，它集成SH3型SPUCore、高速逻辑电路和高密度DRAM等，其数据传输速率比采用外部DRAM系统高10-100倍，其功能仅为原来的1/1

7、0-1/20。而且降低了芯片的综合成本，SOC要集成多种功能的IC，若靠一个公司从头做起，要花费很大的代价，浪费很多的时间，并且一个公司也不可能做好全部的事情，因为每个公司都有自己的关键技术，都有自己的知识产权(IP:Intellect让用户参与设计，这样设计出来的芯片上市最快、最受用户欢迎也最容易占领市场。5．SOC为实现许多复杂的信号处理和信息加工提供了新的思路和方法。SOC-12-除了片内包含大量的电子系统电路资源、具有用户可编程的能力外，还具有将器件插在系统内或电路板上就能对其进行编程或再编程的能力。这种现场可编程和资源重复配置技术为设计者进行电子系统设

8、计和开发提供了可利用的最