SoC芯片规划与设计课件

1SoC晶片規劃與設計2Review時鐘的非理想化時鐘偏差時鐘抖動最常用的時鐘分佈技術H樹形時鐘分佈同步電路和非同步電路3累計流片20餘次10多種SoC晶片65nm，千萬門級設計經驗幾款SoC晶片的版圖SEP071865nmTSMC4Samsung641045SamsungS5PV21056Telechips890067SEP071888SEP0718結構圖9工作站×14瘦客戶機×30SUN

大型伺服器HPserver×20向量信號源可編程電源頻譜分析儀網路分析儀邏輯分析系統6GHZ混合信號測試深亞微米EDA軟體晶片設計環境10SoC晶片的組成SoC晶片應包括哪些模組？系統匯流排嵌入式微處理器內核記憶體/記憶體控制器中斷控制器DMA控制器鎖相環電源管理模組定時器RTC通用GPIO通信控制…11晶片量產流程晶片需求分析

晶片定義模組劃分電路設計驗證物理設計流片封裝ATE測試板級模組測試系統級測試穩定性測試產品樣機產品小批量晶片量產11市場調研產品定義

方案設計晶片需求12視頻數據採集SoC晶片的設計13功能需求用攝像頭（如手機用的針孔攝像頭）拍攝視頻，解析度大約在320*240，把視頻數據流進行簡單加密，然後把加密後的視頻數據流存放入microSD卡中。用專用的PC機軟體把microSD卡中的檔進行解密解碼後在PC機上播放出來。要求可以配置每秒鐘拍幾幀圖像，可配置為1、2或3秒拍一張，最多配置為每秒拍15張。14功能需求（續）根據用戶提出的要求，研發包含兩部分內容，一部分是晶片設計，一部分是桌面視頻播放軟體設計。15功能需求（續）晶片設計功能可接駁標準的嵌入式CMOSSensor攝像頭（標準手機內嵌的攝像頭模組）；最大播放幀數15幀/S，用戶可以通過桌面軟體配置播放幀數；拍攝的視頻圖像以數據流形式直接存入SD卡對視頻數據流進行簡單的加密電池供電，片內集成1.8VLDO低功耗，預計可支持不低於4個小時的視頻採集和存儲16功能需求（續）PC端桌面軟體功能PC端桌面軟體可以通過串口對晶片進行配置桌面軟體可以讀取SD卡內的視頻圖像，並解密解壓播放17需求分析（1）用攝像頭拍攝視頻Camera介面模組把攝像頭傳送來數據轉換成為可通過匯流排讀取的信號18需求分析（2）把拍攝的視頻數據流進行簡單加密加密可把每個byte的數據進行1、3、5、7位取反19需求分析（3）把視頻數據流存放入microSD卡中SDIO控制器負責控制SD卡的數據傳送，把從匯流排上接收的視頻數據流傳送到SD卡中先發出初始化SD卡的命令，收到SD卡回復信號後，開始按block往SD卡傳送數據20需求分析（4）用專用的PC機軟體把microSD卡中的檔進行解密和編碼後在PC機上播放出來。PC端軟體：解密編碼成MPEG4並播放21需求分析（5）要求可以配置每秒鐘拍幾幀圖像，可配置為1、2或3秒拍一張，最多配置為每秒拍15張。可通過串口配置軟體PC端有一個串口配置程式SoC上的嵌入式軟體收到UART中斷後在中斷服務程式中可配置定時器。定時器中斷發生後開始拍攝視頻。SoCUART、Timer22需求分析（6）儘量減少外接電路，上電後即從片上記憶體讀出程式並執行。在視頻晶片中設計一個ROM，程式固化在ROM中。23需求分析（7）低速運行，時鐘頻率為20MHzPLL或者RC振盪器2424產品定義監控產品攝像頭拍攝視頻，麥克風錄製聲音把視頻進行編碼，把聲音進行壓縮，減少數據量編碼、壓縮後的數據存放在SD卡中通過PC可從SD卡讀取音視頻數據，並進行回放220V有源供電具體參數攝像頭像素，30萬、1M、2M？介面？視頻解析度，CIF、VGA、D1、720p、1080p？視頻幀率，15fps、30fps？視頻壓縮，MPEG2、H.264、MPEG4？音頻採樣率，8K、16K、44.1K、48K？音頻精度，8bit、10bit、16bit、24bit？音頻壓縮，ADPCM、MP3？SD存放數據時間長度，1小時、2小時、24小時？尺寸大小要求、功耗要求、成本、使用環境25產品指標攝像頭：100萬~300萬像素，並行數據口視頻解析度：D1~1080p視頻幀率：15fps視頻壓縮格式：H.264音頻採樣率：16KHz音頻精度：16位音頻壓縮格式：8bitADPCMSD卡存儲數據長度：24小時2626方案設計硬體方案AC-DC攝像頭麥克風主晶片其他配套硬體？SD卡PCB外殼軟體方案SD卡讀寫軟體音視頻回放軟體SoC內部軟體？27晶片需求和定義功能分析錄音錄視頻SD卡存儲晶片定義ADCCAMERAI/F+ENCODERSD控制器ADPCM壓縮Isthisenoughtostartthechipdesign?28晶片定義系統匯流排AMBAAHB/APB/AXI內核ARM7/9/11功耗管理PMU中斷控制器INTC記憶體FLASH/RAMI2S/AC97+AUDIOADCDC-DC/LDO?問題攝像頭如果配置？SD卡容量是否夠大？如果不夠怎麼辦？是否需要遠程控制？功能模組如何互連？音質要求如何？晶片成本如何核算？晶片功耗要求？設計週期？設