嵌入式系統(tǒng)課件07第七課soc設(shè)計

嵌入式第七課嵌入式SOC浙江1課程SOCSOCSOC2SystemonChip，片上系統(tǒng)，系統(tǒng)從狹義角度講，它是信息系統(tǒng)的集成，是將系統(tǒng)集成在一塊上從廣義角度講，SoCSoC不是各個功能的簡單疊加，而是從整個系統(tǒng)的IP復(fù)用及深亞微米技術(shù)，在一個上實現(xiàn)復(fù)雜的功能3SoC是市場和技術(shù)共同推動 TM系1994年MOTOROLA公用來制作基于68000TM和PowerPCTM的定制微處理1995年，LSILogic公司為SONY公司設(shè)計的最早的基于 lectualProperty)核進行的SoC設(shè)從市場層據(jù)預(yù)測，SoC銷售額將 年 ，增長到年的347 ，年增長率超過2007年SoC將占據(jù)IC20%的市從技術(shù)層面上看，以下幾個方面推動了SoC技術(shù)的微電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新和計算機性能的大幅綜合開發(fā)工具的自動化和智能化程度硬件描述語言的4SOC②IP5SOC按指令集來x86系列(如ARM系列(如類指令系列(如M國內(nèi)研制開發(fā)者計算 SoC(基于龍芯核,兼容MIPSⅢ指令集眾志(定義少許特殊指令方舟2號(自定義指令集國芯C3Core繼承M36 設(shè)計中的IP 3種不同軟IP核固IP核硬IP核7SoC的發(fā)展總線結(jié)構(gòu)軟、硬件IP可重用技低功耗設(shè)計技可測性超深亞微8SoC具有的豐富系統(tǒng)功能：隨微電子技術(shù)的發(fā)展，在相同的內(nèi)內(nèi)，SoC可整合的功能元件和組件，豐富提高速度：隨著內(nèi)部信號傳遞距離的縮短，信號的傳輸9課程SOCSOCSOCSOC設(shè)計系統(tǒng)集成系統(tǒng)集成部分集成IP集成SOC設(shè)計SoC設(shè)計流程功能設(shè)計功能、操作速度、接口規(guī)格、環(huán)境溫度及消耗功率格規(guī)劃軟件模塊及硬件模塊該如何劃分，哪些功能SOC內(nèi)，哪些功能可以設(shè)計在電設(shè)計描依據(jù)功能將SOC劃分為若干功能模塊，并決定實將要使用的IP用VHDL或Verilog等硬件描述語言實現(xiàn)各模塊的設(shè)利用VHDL或Verilog的電路仿真器，對設(shè)計進行功能（functionsimulation，或行為驗behavioralsimulation）SoC設(shè)計流程邏輯綜使用邏輯綜合工具（synthesizer）進行綜合邏輯綜合門級驗是寄存確認經(jīng)綜一般利用此階段SoC設(shè)計流程布局和布局指將設(shè)計好的功能模塊合理地安排 上規(guī)劃好它布線則指各模塊之間的連線，產(chǎn)生的延遲會嚴重影響SOC性能電路基于最終一般是使用SDF（標準延時）仿真時間將數(shù)倍于先前的仿真 主要設(shè)略略 于SOC建模元素：模塊、進程、時通用處理器嵌入式體系結(jié)構(gòu)硬件裁裁剪總裁剪依根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的需求分裁剪對處理器選I/O接口輸入/輸出SOC的IP核間片上總線on-chip目IP復(fù)核間通常用的總線IBM公司的CoreConnectARM公司的AMBA總線（第六課已有介紹SilicoreCorp公司的Wishbone總Altera公司的AvalonCoreConnect采用了總?cè)N基本LocalBus)片 總線（On-Peripheral設(shè)備控制總線（Device開屬于主/從構(gòu)四種點到（point-共享總（shared交叉開Avalon針對SoPC的IP核互結(jié)構(gòu)簡單和可SOC的發(fā)展1:可編程片上系統(tǒng)System-on-a-Programmable-SOPC技術(shù)用大規(guī)模可編程器件的FPGA來實現(xiàn)SOC的功優(yōu) 其次，它是可編程系統(tǒng)，具有靈活的可升級，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程組至少包含一個嵌入式處理具有小容量片內(nèi)高速RAM資源豐富的IPCore資源可供選擇足夠的片上可編程邏輯資處理器調(diào)試接口和FPGA可能包含部分可編程模擬 、低功耗、微封 應(yīng)1）基于FPGA嵌入IP在FPGA中預(yù)先植入處理2）基于FPGA嵌入IP在FPGA中植入軟核處理器，如：NIOSII3）基 技術(shù)的應(yīng)將成功實現(xiàn)于FPGA器件上的SOPC系統(tǒng)通過特定直接向ASIC轉(zhuǎn)化，避開了直接設(shè)計ASIC 也稱ASIC系統(tǒng)對比CSocconfigurableSOC)可重構(gòu)CSOC以處理CPU+可重構(gòu)處理器SOPC以FPGA案例：Nios處理Altera基于APEX系列FPGA業(yè)界第一參數(shù)化的可配置為32位或16位的帶有大量的外設(shè)和QuartusSoPC的EDA開發(fā)工SoPC自動化的系統(tǒng)開發(fā)技把原來在FPGA工具上的SoPC系統(tǒng)轉(zhuǎn)向FPGA的發(fā)展:部分可重配置FPGA在配置SOC的發(fā)展2:多處理器系統(tǒng) 嵌入式包括多個組件、通用CPU和內(nèi)核（如數(shù)字入式硬件(如FPGA或音編器等知識產(chǎn)組件通過課程SOCSOCSOC XScale采用7/8級超級流支持 處理技指令快存(I-Cache)：32K節(jié)

數(shù)據(jù)快存(D-Cache)：32K2K字指 器管理單元動態(tài)電源管數(shù) 器管理單元1G字節(jié)/秒、ECC協(xié)性能：協(xié)處理器CP14、硬XScale的處理

PXA255系統(tǒng)特處理器運算速度采用 板加擴展板的設(shè)計結(jié) 資源豐全功能串口（FFUART）、藍牙高速串PXA255系統(tǒng)結(jié)Casestudy2:矽統(tǒng) SiS550定在單一用途、功能簡易的IA如I-Box上網(wǎng)機、Web-Pad、Thin-ClientPocketPC與IPCCasestudy3:多芯核結(jié)構(gòu) 內(nèi)置常見為增強 算功能和 處理功能，在 內(nèi)加DS