片上系統(tǒng)的具體定義為:在單個芯片上集成一個完整的系統(tǒng),一般包括系統(tǒng)級芯片控制邏輯模塊、微處理器/微控制器CPU內(nèi)核模塊、數(shù)字信號處理器DSP模塊、嵌入的存儲器模塊、和外部進行通信的接口模塊、含有ADC/DAC的模擬前端模塊、電源提供和功耗管理模塊,是一個具備特定功能、服務(wù)于特定市場的軟件和硅集成電路的混合體,比如WLAN基帶芯片、便攜式多媒體芯片、DVD播放機解碼芯片等。片上系統(tǒng)產(chǎn)品的成功關(guān)鍵在于需要在正確的時間窗口為目標用戶提供令人滿意的性能和價格。
片上系統(tǒng)技術(shù)始于20世紀90年代中期,隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展,IC設(shè)計者能夠?qū)⒂鷣碛鷱?fù)雜的功能集成到單硅片上,SoC正是在集成電路(IC)向集成系統(tǒng)(IS)轉(zhuǎn)變的大方向下產(chǎn)生的。1994年Motorola發(fā)布的FLEX-CORE系統(tǒng)(用來制作基于68000和PowerPC的定制微處理器)和1995年LSILogic公司為Sony公司設(shè)計的SoC,可能是基于IP(Intellectual Property)核完成SoC設(shè)計的最早報道。由于SoC可以充分利用已有的設(shè)計積累,從而顯著地提高了ASIC的設(shè)計能力,因此發(fā)展非常迅速,引起了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。
近10 年來,無論是消費類產(chǎn)品如電視、錄像機,還是通信類產(chǎn)品如電話、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,這些產(chǎn)品的核心部分都開始采用芯片作為它們的“功能中樞”,這一切都是以嵌入式系統(tǒng)技術(shù)得到飛速發(fā)展作為基礎(chǔ)的。片上系統(tǒng)是ASIC(Application Specific Integrated Circuits)設(shè)計方法學(xué)中的新技術(shù),是指以嵌入式系統(tǒng)為核心,以IP 復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ),集軟、硬件于一體,并追求產(chǎn)品系統(tǒng)最大包容的集成芯片。狹意些理解,可以將它翻譯為“系統(tǒng)集成芯片”,指在一個芯片上實現(xiàn)信號采集、轉(zhuǎn)換、存儲、處理和I/O 等功能,包含嵌入軟件及整個系統(tǒng)的全部內(nèi)容;廣義些理解,可以將它翻譯為“系統(tǒng)芯片集成”,指一種芯片設(shè)計技術(shù),可以實現(xiàn)從確定系統(tǒng)功能開始,到軟硬件劃分,并完成設(shè)計的整個過程。
片上系統(tǒng)常具備以下基本特征:
1.片上系統(tǒng)中可以有多個MPU、DSP、MCU或其復(fù)合的IP核;