发布时间:2023-05-9 阅读量:773 来源: 我爱方案网整理 发布人: bebop
SoC的定义多种多样,由于其内涵丰富、应用范围广,很难给出准确定义。一般说来, SoC称为系统级芯片,也有片上系统的说法,意指它是一个产品,是一个有专用目标的集成电路,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。同时它又是一种技术,用以实现从确定系统功能开始,到软/硬件划分,并完成设计的整个过程。
一个SoC的组成包括:一个处理器,主、次存储器和输入/输出端口。其他重要部件包括GPU、WiFi模块、数字信号处理器(DSP)和各种外设,如USB、以太网、串行外设接口(SPI)、ADC、DAC,甚至FPGA。通常,它有多个核。根据各种决定因素和偏好,核心可以是微控制器、微处理器、DSP,甚至是ASIP(应用程序特定指令集处理器)。ASIP有基于特定应用的指令集。
通常,SoC使用ARM体系结构,它属于RISC,需要较少的数字设计,从而使其与嵌入式系统兼容。ARM架构比8051这样的处理器更节能,因为与使用CISC架构的处理器相比,使用RISC架构的处理器需要更少的晶体管。这也降低了散热和成本。
SoC定义的基本内容主要在两方面:其一是它的构成,其二是它形成过程。系统级芯片的构成可以是系统级芯片控制逻辑模块、微处理器/微控制器CPU 内核模块、数字信号处理器DSP模块、嵌入的存储器模块、和外部进行通讯的接口模块、含有ADC /DAC 的模拟前端模块、电源提供和功耗管理模块,对于一个无线SoC还有射频前端模块、用户定义逻辑(它可以由FPGA 或ASIC实现)以及微电子机械模块,更重要的是一个SoC 芯片内嵌有基本软件(RDOS或COS以及其他应用软件)模块或可载入的用户软件等。系统级芯片形成或产生过程包含以下三个方面:
1) 基于单片集成系统的软硬件协同设计和验证;
2) 再利用逻辑面积技术使用和产能占有比例有效提高即开发和研究IP核生成及复用技术,特别是大容量的存储模块嵌入的重复应用等;
3) 超深亚微米(VDSM) 、纳米集成电路的设计理论和技术。
SOC集成电路
SoC有两个显著的特点:一是硬件规模庞大,通常基于IP设计模式;二是软件比重大,需要进行软硬件协同设计。城市相比农村的优势很明显:配套齐全、交通便利、效率高。
SoC也有类似特点:在单个芯片上集成了更多配套的电路,节省了集成电路的面积,也就节省了成本,相当于城市的能源利用率提高了;片上互联相当于城市的快速道路,高速、低耗,原来分布在电路板上的各器件之间的信息传输,集中到同一个芯片中,相当于本来要坐长途汽车才能到达的地方,现在已经挪到城里来了,坐一趟地铁或BRT就到了,这样明显速度快了很多;城市的第三产业发达,更具有竞争力,而SoC上的软件则相当于城市的服务业务,不单硬件好,软件也要好;同样一套硬件,今天可以用来做某件事,明天又可以用来做另一件事,类似于城市中整个社会的资源配置和调度、利用率方面的提高。
可见SoC在性能、成本、功耗、可靠性,以及生命周期与适用范围各方面都有明显的优势,因此它是集成电路设计发展的必然趋势。目前在性能和功耗敏感的终端芯片领域,SoC已占据主导地位;而且其应用正在扩展到更广的领域。单芯片实现完整的电子系统,是IC 产业未来的发展方向。
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