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采用嵌入式可编程芯核进行SOC设计

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析， 这种 设计 方法特 别适 合用 来设 计 核 ，获 得 可 重 复 配置 器件 的 解 决 方 版为 基础 的 ， 包含 有嵌 入式 的可 编程 消费 类产 品 ， 和用来 设 计商 务之 间往 案 。 力求在 已经形成 了的 ， 采用 Ａ １ 核的 设计 平台 ， 能够 被广 泛采 用以 ＳＣ 在 来所 需要应 用的 产 品 ， 例如 用来设 计 与Ａ Ｓ 实现 方法 的 Ｓ Ｃ市场 中获 得 前 ， 需 要经 历一 段路程 。首先 ， ＳＰ ０ 还 以
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几 乎所有 的 产品 ， 只要要 求上 市 和 与以通 用 单元 为基 础设 计的 ＡＳＣ 编程 的 Ｉ核 ， 以作 出最有 效 、 划 Ｉ Ｐ 可 最
时 间短 ， 且希 望能 够不断 发 展 不同 或 ＡＳ Ｐ产 品一决胜 负 。 并 Ｓ 的 变 型品种 ， 或者 不 断推 出改 进 了的
系统级 ｃ语言 的程 序 ， 还采 用 了可综 方法 。
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系 刊 Ｉ 核 也需 要 耗 费 巨大的 人 力 Ｐ
与资金 。 这一切 因 素将是 他们 开发过
合 并且 易于制 造 的模 型。 这些 因素对 于 设计技 术的 贡献 还在 不断 扩展 。
但是也 的 确存在 着 一种 可能性 ， 程 中难 以逾 越 的障碍 。 使以 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ为基础 设 计的产 品 ， 能够 从 各种 因素分 析 ， 用嵌 入式 可 采 算 的设 计平 台 ， 利用 这 个平 台可 以使
率 的提 高 ， 实际上 也是通 过 使用 可以 想 ， 们就能 获得 迅速 提供上 市 产 品 核 。但是 ， 他 他们 并 不具 备 一定规 模的 得 到预先 设想 的性能 ， 并且 经过 验证 的优势 。 是 ， 些庞 大 器件的 结构 ， 开发队伍 ， 但 这 也没 有能 够获 得使 用这种 的 电路 逻辑 模块 （ 这些 模 块都 带 有标 与 Ａ １ 比 ，或 者 与 Ａ Ｓ ＳＣ相 Ｓ Ｐ器 件相 技 术 的专利 许可 。 外 ， 此 他们 也没有 准 化 的接 口） ，才 得 以实 现的 。除此 比 ， 都存 在 不足之处 ， 例如 芯片 面积 足够 的资金 与时 间来开 发 自己的技术 以 外 ，依靠 设计 平 台进 行 Ｉ 计方 较 大 ， 度较慢 ， ｃ设 速 功耗 较 多 ， 格也 和 发展 自己的设计 方法 。 价 再加 上开发 法 ， 了采 用寄存 器级 的编 码程 序或 较贵等等 ； 除 因此不是一种有效的解决
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新 建立 的 、 规模 较 小的 公司 显然
的 开发 费用 。所 有这些 优 点的取 得 ， 使 用数 百 万Ｉ 的 Ｆ ＧＡ设计 Ｓ Ｃ所遇 也 可以 孕 育 自己的发 展计划 ， １ Ｐ ０ 开始开 都应 归功于 设 计重用 的 实践 。 计效 到 的 种种 困难 ，按 照 这 些 公 司的 设 发 自己专有 知识 产权 的可重 配置 的Ｉ 设 Ｐ
这 里 存 在 着 另外 一 种 占 领 市场 目前 绝 大部分 的 Ｓ ＯＣ具 有可 编程功
产品 型号 ， 都可 能从 依 靠设计 平台进 的机 会 。 的确有 些厂 商提 出 了另外 一 能 。 行产 品设计 中获 得好处 。 从理 论上 分 种 ，利 用嵌 入式 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ知 识产 权（ ） Ｉ Ｐ 从 历 史的 角度分 析 ， 种以掩 膜 这
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SoC设计中嵌入FPGA(eFPGA)内核实用评估方法

SoC设计中嵌入FPGA(eFPGA)内核实用评估方法

SoC设计中嵌入FPGA(eFPGA)内核实用评估方法虽然系统级芯片(SoC)的架构师们已了解嵌入式FPGA(eFPGA)内核能如何为他们的ASIC/SoC设计增加价值，甚至是在规划出一个具体应用之前就了解，但可能还不清楚如何开始进行一次评估。

Achronix将该阶段称为准备阶段或者Phase Zero——这是一个客户去规划其应用概念的评估期，客户可以通过使用Achronix的工具和模型来对这些概念进行测试。

以下是一种非常实用的方法，可以帮助设计人员去决定eFPGA是否是其下一代SoC的正确选择。

为什么会考虑使用eFPGA设计人员通常会遇到各种各样的计算处理问题，常用的解决方案都是在SoC中嵌入CPU 或GPU，然后依靠外部的分立FPGA来进行加速。

通常情况下，推动SoC设计团队去探索嵌入一个可编程阵列结构的主要动力是增加可用来解决问题的技术，使用传统方法去解决这些问题既棘手又成本高。

利用已经在多种ASIC设计中得到验证的eFPGA半导体知识产权( IP)产品，可支持SoC 开发人员为其解决方案增加逻辑可编程能力，从而设计出能够适应多种应用的同一款器件。

在SoC中嵌入一个可编程硬件加速器不仅具有与之俱来的系统级优势，eFPGA还可为SoC设计人员提供其它优势。

例如，eFPGA可提供与应用相匹配的存储器、查找表(LUT)和数字信号处理器(DSP)单元模块等个性化组合。

eFPGA还可以改善带宽、信号延迟、延迟时间和功耗，最重要的是成本方面的节省。

除了这些优势以外，随着采用eFPGA后对电源和冷却需求的降低，电路板的设计也变得更简单。

最终，系统的物料清单(BoM)成本也降低了，这是因为不再需要独立的FPGA芯片以及诸如电平位移器和稳压器等所有支持它的器件了。

一旦决定采用eFPGA途径，潜在客户心中的下一个问题都差不多是“先不要在意数据手册，重要的是我该如何评估Speedcore eFPGA IP的能力是否可解决我的问题?”。

SOC设计概述

SOC设计概述

SOC设计概述//简单介绍下最近看的SOC设计//⼤部分资料来源⽹络⼀、SOC设计基本概念SoC是系统级集成，将构成⼀个系统的软/硬件集成在⼀个单⼀的IC芯⽚⾥。

⼀般包含⽚上总线、处理器核、存储器系统、DSP、数字/模拟电路、数模转换、输⼊输出单元(GPIO/USB/UART)、RTOS内核、⽹络协议栈、嵌⼊式实时应⽤程序等模块。

SOC通常由可配置IP核组成。

SOC对IC类似于之前的IC对分⽴元件。

⼆、SOC设计特点1.以超深亚微⽶VDSM⼯艺(.18um以下吧)和知识产权IP核复⽤技术为⽀撑。

设计者⾯对的不再是电路芯⽚,⽽是⼀个个IP以及IP接⼝2.建⽴在IP芯核基础上的系统级芯⽚设计技术，使设计⽅法从传统的电路级设计转向系统级设计。

3.具有从外部对芯⽚编程的功能4.使⽤嵌⼊式CPU和DSP三、⽀撑技术1.软硬件协同设计技术软硬件协同设计是指对系统中的软硬件部分使⽤统⼀的描述和⼯具进⾏集成开发，可完成全系统的设计验证并跨越软硬件界⾯进⾏系统优化。

⾸先是系统的描述⽅法。

C语⾔:没有硬件描述⽅⾯的优势，但适合系统级设计，⽣产率⾼。

HDL:适合描述硬件，但不能与软件部分很好的协同⼯作，所以现在⼤多采⽤C/C++进⾏系统设计。

其次这种全新的软硬件协同设计理论将如何确定最优性原则。

除了速度、⾯积等硬件优化指标外，与软件相关的如代码长度、资源利⽤率、稳定性等指标也必须由设计者认真地加以考虑。

另外，如何对这样的⼀个包含软件和硬件的系统的功能进⾏验证。

除了验证所必须的环境之外，确认设计错误发⽣的地⽅和机理将是⼀个不得不⾯对的课题。

最后，功耗问题。

传统的集成电路在功耗的分析和估计⽅⾯已有⼀整套理论和⽅法。

但是，要⽤这些现成的理论来分析和估计含有软件和硬件两部分的SOC将是远远不够的。

简单地对⼀个硬件设计进⾏功耗分析是可以的，但是由于软件运⾏引起的动态功耗则只能通过软硬件的联合运⾏才能知道。

软硬件协同设计所涉及到的内容有：HW-SW 协同设计流程、HW-SW 划分、HW-SW 并⾏综合、HW-SW 并⾏仿真。

嵌入式系统中的片上系统设计与实现技术

嵌入式系统中的片上系统设计与实现技术

嵌入式系统中的片上系统设计与实现技术嵌入式系统是指将计算机技术与各种应用领域相结合，嵌入到具体的产品或设备中，并且能够完成特定任务的一种计算机系统。

在嵌入式系统中，片上系统（SoC）被广泛应用。

片上系统是指将计算机核心、存储系统、通信接口、外设、调度器等功能集成到一个芯片上，形成一个完整的计算机系统。

片上系统设计与实现技术是嵌入式系统开发中的核心内容，具有重要意义。

下面将详细介绍一些嵌入式系统中的片上系统设计与实现技术。

1. 硬件设计技术：片上系统的硬件设计是整个系统的基础，包括处理器核心的选择与设计、存储系统的设计、通信接口的设计、外设的设计等。

在选择处理器核心时，需要考虑功耗、性能、可编程性等因素；在设计存储系统时，需要根据应用需求选择合适的存储器类型，如RAM、Flash等，并合理设计存储器的组织结构；在设计通信接口时，需要根据数据传输的要求选择合适的接口类型，如UART、SPI、I2C等；在外设的设计中，需要根据具体应用需求选择适当的传感器、执行器等外设。

2. 软件设计技术：片上系统的软件设计是指针对具体应用需求，为系统开发相应的软件。

软件设计包括编写驱动程序、编写嵌入式操作系统、编写应用软件等。

在编写驱动程序时，需要充分了解硬件的特性和功能，充分利用硬件资源，提高系统性能；在编写嵌入式操作系统时，需要选择合适的操作系统，如Linux、RTOS等，并为系统开发相应的设备驱动程序和应用服务；在编写应用软件时，需要根据具体应用需求，设计相应的算法和实现。

3. 片上系统的布局与布线技术：片上系统中，各个功能模块需要相互连接，完成数据传输与处理。

布局与布线技术是指将各个模块在芯片上合理排布，并设计合理的连线。

在布局时，需要考虑各个功能模块之间的连接关系，尽量减少信号传输的路径长度，降低传输时延和功耗；在布线时，需要根据信号传输的特性，选择合适的线宽和线距，保证信号传输的质量。

4. 功耗优化技术：在嵌入式系统中，功耗是一个重要的性能指标。

soc考试仅供参考

soc考试仅供参考

x 8的s-a-0故障可测条件为x 8 x8 x 2 x 3 x 4 =1 把x 8 =x1 x 3 =x1 x 3代入得： x8 x 2 x 3 x 4 =x1 x 3 x 4 + x1 x 3 x 2 =1
由此得到满足条件的测试码为 (x1x 2 x 3 x 4 x 5 ) (100xx), (00xxx)和(0x11x)。
单故障测试矢量：
dF(x) X i s-a-1故障：T1 = x i =1 d x i dF(x) X i s-a-0故障：T0 = x i =1 dx i
例 9-1 求图 9-7 电路 x 2 处存在故障的测试集。 解：由图可得
F(x) x1 * x 2 x1 * x 2
一、 名词解释（35） 1、 Top-down: 自顶向下的设计方法。这是一种从系统概念出发，最终到系统的物理实 现，逐步细化的层次化设计方法。 2、 IP 核：(Intellectual Property) IP core 是已经通过功能验证的设计成果，可以是一个 完整的系统，也可以是一个子系统。表现形式主要是“硬件描述语言”（VHDL 或者 Verilog HDL） 。 3、 ASIC—Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路，是一种为专门目的而设 计的集成电路。 4、 HDPLD—High Density Programmable Logic Device, 高密度可编程逻辑器件。是 IC 制造 商大批量生产的半定制产品，规模从几十门到数百万门不等（宏单元） 。主要用于小 批量生产和系统功能的验证。 5、 Water-fall model:即瀑布模型。它将软件的生存周期的各项活动规定为按固定顺序连 接的若干工作阶段，方案从一个阶段转移到另一个阶段，从不回到之前的状态，形 如瀑布。 6、 Spiral model: 在螺旋模型中，设计团队同时进行多个方面的设计，逐渐地提高各自 设计部分的完整度。 （In the spiral model, the design team works on multiple aspects of the design simultaneously, incrementally improving in each area as the design converges on completion.） 7、 Construct by Correction: 通过设计一种允许一个单独的工程师小组以多重迭代进行 设计的体制和一个开发计划，团队能够注意到他们的过失并予以改正，然后在芯片 被最终生产出来之前，再多次改善设计。团队把这个迭代和改进的过程称 作 “construct by correction”。 By designing an organization and a development plan that allowed a single group of engineers to take the design through multiple complete iterations, the team was able to see their mistakes, correct them, and refine the design several times before the chip was finally released to fabrication. The team called this process of iteration and refinement “construct by correction.” 8、 Locality: 即本地化, 当你知道到哪里去查找问题时，问题是最容易被发现和解决的。 在缩短设计时间和提高设计质量方面，使时序和验证问题本地化远比使它们处于全 局状态会获得更大的收益。仔细的模块和接口设计是本地化的根本。 9、 System On Chip 简称 SOC：系统集成芯片—将数据采集、数据处理、数据输出集成在 一片半导体芯片上。是以功能 IP 核为基础的系统模块和电路的综合。