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当前文文件修改密码:8362839SoC技术及其发展张海旻 詹明魁 张夏宁软件03(2)班软件03(2)班软件03(1)班摘要:本文介绍SoC技术的基本原理与发展过程,对IP芯核的设计理念与相关技术进行了深入探讨,最后针对当前存在的问题进行了讨论与展望。SoC技术是当前研究的一个热点,本文对此作了详尽的分析。关键词:SoC技术;IP芯核;系统设计;体系结构引言纵观半导体产业的发展,基本每隔20年就有一次大的变革。在从60年代开始的第一次变革中,IC公司从系统公司中分离出来;而从80年代开始的第二次变革诞生了ASIC(专用集成电路),使门阵列和标准单元设计技术成熟,从而出现了以设计为主的FablessIC公司和以加T-为主的Foundry公司:2000年前后,得益于半导体工艺技术的不断发展,可集成的晶体管数目可达到一千万个,采用一般的ASIC设计方法实现起来比较困难,于是基于IP复用的设计方法被提出,IP提供商、芯片协议公司等新兴的公司应运而生。表1回顾了集成电路技术发展的历史。

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风二极间管督三极爪管剥门电育路困触发案器猜计数啊器侦加法死器消8霞位微堆处理怎器旷16被位、泛32势位微陈处理皂器羽So裹C遗高档尾微处裤理器表SEQ表\*ARABIC1集成电路技术发展简况犁当今抚,在歉微电弓子及型其应想用领境域正爷在发汁生一通场前泉所未梯有的额革命老性变锋革,妥这场干变革涛是由隐片上扩系统优So圈C齿(涝Sy寸st果em古o遥n过a混Ch诵ip汇)技拥术研姐究应黑用和章发展研引起艰的。肆片上的系统狱(诚So示C闭)技末术是浅以超渔深亚固微米强VD饲SM糖(淹Ve惠ry启D宏ee疮p播Su净b垫Mi怀cr来on弦)工索艺和全知识蒜产权班IP闪(移In哗te海ll窄ec澡tu享al扁P视ro巷pe杆rt君y风)核甚复用阅(纳Re武us敏e截)技泄术为谅支撑承。劣So沙C昏技术扩是当泽今超吨大规颗模集鲜成电碌路的评发展品趋势边,也鼓是鱼21调世纪件集成民电路解技术帆的主药流,偿为集贯成电铺路产枪业提闻供了蒜前所洋未有价的广果阔市标场和研难得杰的发捧展机踢遇。宁So岁C策技术搁应用暗研究语和发三展将死对经筹济建水设、高社会捆发展努、国产家安省全和谅经济旬社会侧信息渐化有到着重舍大意吵义,珍同时红也为慈微电沃子应辈用产嗽品研功究开窑发、茂生产台提供探了新伤型的起优秀邪的技羡术方判法和希工具新。素So之C姜设计并观念驰与传险统设蜻计观牲念完晨全不快同。撞在剂So先C忽设计错中,汉设计惕者面盟对的雪不再伞是电在路芯躁片;锄而是遥能实艘现设鹊计功融能的券IP理模块稼库。茶So月C愈设计历不能急一切苹从头罪开始登,要卡将设宅计建请立在渔较高宣的基更础之僵上,具利用萌己有救的怕IP哑芯核田进膨行设阿计重轿用。拆建立目在态IP沫芯核切基础冶上的兽系统样级芯医片设旷计技姜术,嘉使设惨计方谣法从丘传统评的电耽路级渣设计摄转向大系统款级设药计。北毫无网疑问补,今嚼天的毕高技笨术公穗司若榜不能寿很快邀地成靠功过凉渡到鄙So哨C航设计柳就有捷被历貌史淘寻汰的始危险她,因倚此,朋研究体、开虎发、道应用治So卷C兔技术怀对于瞎企业身发展豆具有导至关捷重要薪的意榆义。丸基本晴概念吉及送So乱C眼设计证流程院系统南级集恶成电耐路(背So搏C斤)的太概念搅一般召是指衰,能跃在单铃一硅交片上陈实现测信号贿采集榆、转凯换、舌存储拒、处话理、拾UO耕等功悼能,另将数下字电示路、参模拟嗓电路延、信楚号采歇集和山转换者电路被、内雷存、驳MP胸U斩,垫MC耍U愉,线DS辉P贩等集辜成在消一块询芯片蚁上实忙现一每个系份统功饥能适;暗核心托Co巷re斯(比外如嵌羽人式卸CP香U租)和冠若干姐I右P周模块港组成盒。布所谓罚IP敌(怪I肆nt河el露le酸ct岩ua姜l姥Pr耀op吨er取ti业es侮)模柜块,兼是指红具有匀知识厉产权孔的模叫块,波包括白软呀IP绪、固雀化雾IP寄和硬揉IP旺3亚种类河型。瓜随着摔IC剃的发撤展和咳So诊C搭复杂未程度貌的提脱高,感IP糟己成激为灿So倚C岁设计丰的技卷术基穴础,凶因此花给舟IP放的开师发带罗来巨杯大的晨商机堪,使戴IP完成为帐了一询种商霞品,芳IP透技术梢越来烧越成国为勿IC纱业界册广泛即关注劫的焦炭点。站So信C码系统破设计娘方法樱对传抛统的歇设计欣方法仇及衫ED无A塑工具制提出袭了新比的挑烛战。踩一方陪面,等由于语电路傲设计凉复杂档程度粗的增矮加和仇市场浴周期抗缩短枣的压企力,扰要求若So跟C欣系统樱设计确采用家基于驳IP烦、重莫用和喉模块已的设驴计方判法;管另一香方面键,深务亚微冬米技狮术带销来份新的抢可靠扔性问乡题和荒物理压特性别,使藏得底鸭层的蛙细节桑必须变引起具前所堂未有蔬的重鱼视。员So蛙C再系统件设计绸涉及滋高层屯和底租层两游个方乎面,笨通过蹦适当雾地处剖理两故者的煤关系盗,保差证高暮层设这计能谷顺利爱地连惨接到酿底层御。税下面捕简单奇介绍早一下窃So腾C海基本匪设计毁流程皮。通澡常,够So棕C屠设计卡包括省系统菊级设峡计、嚼电路恩级设炸计、互物理听实现遍、物滩理验五证及剃最终咸验证牛。郑So惭C及设计浇中的级关键胖环节乔是荷IP运C胶or员e样复用获技术顶,完篮成一荒个片借上系亦统设委计必敏须要滋在很泛大程送度上告依赖朱对公骂司内拖部或鸽其它锻公司具的已各成熟至芯核连即吗IP进C们or经e欧设计僻的复亚用,掌片上劲系统辩由及IP吼Co屠re凡的组贤合将嘴完成趁50兵%-妇90恳%雪系统污功能缺,图富1垫是蛾So合C准的基蕉本设傻计流安程。避图凤SEQ忧图脸\*牺A甜RA肉BI寒C秀跑1毁S散oC县的设倍计流冻程问从图尊1纹可以倾看出哈IP泡核设两计复往用技怨术对丑So糊C燃设计能的重澡要性匠。但者是由精于缺稻乏耍IP抄设计圾规范蒜和标点准,医设计忽风格碧的差废异导够致艇IP扛核交微流复用用的言困难雾和风嘱险,慌阻碍沫了缠So塘C骗的快腊速发桃展。观而且纹,在侨So荡C腾的设勇计项尤目中厉通常声包括克CP喊U榴,黎DS贞P谁等需符要软前件控丧制的何部分办,用躺通常笨的硬季件描卖述语经言匪HD恼L伪构建京、协任调及安验证住这些西模块兄时将蠢遇到死巨大霉的困酷难和员耗费烫大量确的时棚间。湾So伸C型设计崖概念玻的出修现给士电子遗系统世的设分计带奴来诸暴多优谈点妈:甚芯片抬级的侍系统至集成址带来集其体勤积和办功耗拜小,更可靠爹性、废稳定效性和谈抗干将扰性致大为肿提高侍,且尸信号皱的传榜输街延迟剧降低锁,系略统可密以运澡行在岗更高坟的频堵率上顺,因隐此,响大大疼缩小锅了系览统尺饼寸,高降低尤了系赌统造视价,惯并且旦更易记于编亭译、虫节能吼等。吧So汉C卧所涉雀及的离关键白技术贞So冻C健作为瓦系统驾级集谊成电纤路,拒能在沈单一娇硅芯众片上锈襀信锐号采顺集、脉转换逝、存奋储、满处理驰和朽I/芳O瓶等功样能,云将数颂字电歌路、杀模拟坝电路羡、信酸号采营集和释转换滑电路本和、道内存俱、绵MP逝U比、娱MC疾U舞、搁DS限P赢等集适成在挡一块钱芯片道上实亚现一补个系设统功篮能。雀这是由一个融非常煎复杂贫的技铃术,威它的奇实现裕主要成涉及双如下澡9优个方尿面:丢深亚碗微米广技术亩工艺懂加工刻线宽乌的不伯断减坝少,盾给电纳路的卷设计较仿真钩带来顺了新夕的挑借战。胶原可轨忽略消的器不件模你型的茄二级永三级忙也必克须加百以考战虑。狭线与桶线、芝器件富与器膝件概间的姜相互持影响笑将变词得不佩可忽侮略。级低电熊压、闲低功巴耗技痰术览线宽屈的变挪小,只使电磨源电迎压也贡变小璃,给伯电路痕设计诚与阈听值电骂压提徒出了洁新的统要求岔。同见时随察着集啊成度堵的提渐高,鸣电路泉功耗富也会惕相应锋提高全,所绍以必帽须采初取相妈应措营施,弯以降任低功移耗。悲低噪讽声设社计及拢隔离市技术是随着寸电路女工作蕉频率闪和集贷成度案的提营高,仰噪声军影响拴将变听得越脑来越狠严重暖,降扒噪和遮隔离连技术锅变得泻十分毫重要乓。对算要求纽较高内的电梢路,碰用羡PN已结隔魄离和服挖槽较还不界能达谣到要羞求。沙作为恭过渡迎,目熄前提六出了屠Si搜P洞电路槽(差Sy宪st络em棵i拴n日Pa浑ck并ag凉e陷),吨即把纠几个忧电路桌封装把在一气起,屋多片该集成耐成检So师C遵。飞特殊铃电路最的工今艺兼孙容技卷术铃So法C呜工艺规技术流主要厨考虑后一些杏特殊添工艺斑的相顿互兼何容性氏,例垃如指DR绪AM批、若Fl掏as蜻h初与另Lo套gi季c后工艺拆的兼堪容、收数字刚与模苍拟的找相互有兼容治。狠IP刺核的梯集成呀必须妻考虑毛工艺佩、电艺参数抚等条逃件的碑相互榜兼容秘。守设计枕方法唇的研叙究剩So贤C哗的出嫂现对碍设计旷方法贞也提垄出了英更高裂的要界求。江这主刑要包缓括设被计软膨件和比设计遭方法峡的研挪究和津提高先,使厘设计卫工程吧师在峡设计百阶段距就能黄正确闪地仿暮真出该电路卵系统神的全某部功检能和裤真实桌性能新指针遵。匆嵌入示式拔IP拥核设矩计技氏术朽So陪C泊是许植多嵌姻入式碎IP厌核的棉集成遭,所寺以有猜许多场IP向核亟跌待研暗究开征发,心例如斗Co布nt遮ro纱ll壁e虑、依DS拖P森、纺In乎te遮rf认ac惊e吊、补Bu金s宿及良Me论mo彼ry炊技术健等。坛IP垃核不借仅指忘数字愈IP绳核闹,同扁时还韵包括深模拟签IP互核。贤模拟袖IP偶核通锡常还遵含有鸭电容华、电蝶感等卸。同矿时记IP洽核还炊分为倒软核傻(素So厕ft喜C场or翠e四)、限硬核眠(历Ha概rd珠C赞or咬e粗)、喂固核玻(仍Fi破rm舌C搭or闯e播)。善测试辛策略巡和可佳测性杰技术泰为了苍检测搂设计碗中的骆错误燕,可携测性蜡设计遵是必恒需的芬。垫So稼C因测试轨可用脏结构衫测试企和可贡测性题设计衫等方筑法。拆DF斩T诵技术亩包括己内建饿自测掏试、急扫描政测试倾及特村定测喝试等策。坝软硬授件协误同设素计技龙术尽目前观的系炭统若冤不包肥括软奔件则吵不成令为一逝个完描整的笨系统介,所董以绳So扁C滩应该鱼说是厨一个割软件扇和硬黄件整涛合的厦系统戏。系托统仿负真时利必须轿将软栏件和巡硬件担结合摆在一堤起进判行仿奏真。让安全爬保密摆技术棚该技摧术涵垄盖算购法和脑软硬病件实邪现,盒在通叙信和陵金融谊(例棒如传IC敬卡)求中成源为重津要。老常用目加密鸣算法登有掩DE祥S版和帅RS开A共等。保这踏9硬个方丝面是鬼进行积So虚C被开发重时必旁须要夜认真煎考虑谜的问不题,铲任何兔一个钥忽视遵,都流会在轮产品帝的性浇能和常成本狠方面缺带来永巨大软影响盈。因荒此,晃研究果开发异So匆C用首先杂应从鲁市场乖需要家出发减,选沙定一渡个研标究开格发的第目标荡。短So刘C午中的棵核心逆—I泡P耻芯核孕过去麦完成搭完整偏系统获功能律的是祝一块燥或多叉块多坐层赤PC掏B寻或多伯层霉MC饱M馒,随厉着半脸导体戒工艺歼的发贤展,属一个鹅完整趣的系商统可燃以在抄一块毫芯片政上实胸现。胡目前您设计震师把匹预先塞设计坏好的带功能并块代芒替需慢要单熊独设少计的液部件斜,把矩它们钻连接章在一摆起放棕在一讨个芯崭片上蛛,这妇些功丧能块吓芯核辽包括衡微处杂理器斑、脑DS骨P瘦、六接口义I/赛O壮、内喘存等躁。恳以上虾功能岭块芯公核均若称井IP偿芯核侮。奋IP乎是受稍专利态、产均权保悦护的叛所有真产品拆、技芹术和壮软件碍。对神于主So麻C见,智IP蛋芯核爹是组东成系枪统级间芯片仆的基井本功汤能块解,它鬼可以厉由用馋户开冈发,宏IC挥厂家严开或编第三添方开悠发。徒IP费芯核矮可以搅是一社个可太综合殿的矛HD塌L伍或是盒一个旨门级费的安HD田L健或是临芯片撞的版软图。禾它通筐常分贯为硬数核、兰固核终、软艇核。缺硬核苍是被厕投片车测试云验证肠过的卵具有闷特定花功能腾针对径具体句工艺专的物控理版供图。塌固核柄是将只RT爆L竭级的廉描述春结合伴具体衰标准虹单元财库进寺行逻也辑综土合优瑞化形挡成的伴门级输网表押,它梨可以亩结合劈具体驳应用呈进行偷适当训修改挑重新途验证欧,用每于新播的设妈计。临软核穴是用答硬件汪描述述语言钓HD际L至或拘C叙语言武写成卧的功返能软臂件,斧用于够功能填仿真励,具脊有较爪大的把灵活伟性。贵目前调也有清人正隶在研岸究将励专有冈算法婶(堤PA蔬p傍ro疫pr民ie放ta馆ry睁a堵lg溪or聚it冠hm督)通谎过软疲件工文具转诸换成电IP态芯核蚂的工肺作。勒IP臭芯核轧应具港备以燕下特曾点:扬高的团可预投测性陆可能剖达到藏的最索好性断能呆根据铜需要示可灵免活重罗塑陶可接裤受的祝成本假目前搭采用盈IP晕芯核拘的最娃主要降的动伤力是摇能缩干短竞So束C慨的研瞧制周励期,莫快速苦投放盯市场虎。用么IP誓芯核鼻设计皆比从栗头到扰尾设猫计芯聚片节辩省副40宣%槐以上魂的时推间。芝另一健个重机要原休因是童设计裹工具动和制枝造能返力的悼脱节昆,现导有设常计工必具不扭能满啊足乎So贸C妙的设触计需盛要。则第三厕是成韵本因犁素,参选择我IP陵芯核续意味姑着降圆低了畅该部愧件的漫设计撞验证抚成遍本。笋目前污IP逝芯核罪已成劈为增So节C墓设计汪的基莫础,焰So匪C鹿研制叹成功照的关磨键是汁是否饿有大惠量可汇用的锅IP少芯核加和先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