SoC技術(shù)現(xiàn)狀及其挑戰(zhàn)
當(dāng)前,在微電子及其應(yīng)用領(lǐng)域正在發(fā)生一場(chǎng)前所未有的變革,這場(chǎng)變革是由片上系統(tǒng)（SoC）技術(shù)研究應(yīng)用和發(fā)展引起的。從技術(shù)層面看,SoC技術(shù)是超大規(guī)模集成電路發(fā)展的必然趨勢(shì)和主流,它以超深亞微米VDSM（Very Deep Submicron）工藝和知識(shí)產(chǎn)權(quán)IP核復(fù)用技術(shù)為支撐。
SoC的由來(lái)及其發(fā)展
SoC是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的概念。隨著時(shí)間的不斷推移和SoC技術(shù)的不斷完善,SoC的定義也在不斷的發(fā)展和完善。Dataquest定義SoC為“an integrated circuit that contains a compute engine, memory and logic on a single chip”,即SoC為包含處理器、存儲(chǔ)器和片上邏輯的集成電路。這大致反映了1995年左右SoC設(shè)計(jì)的基本情況。隨著RF電路模塊和數(shù)�；旌闲盘�(hào)模塊集成在單一芯片中,SoC的定義在不斷的完善,現(xiàn)在的SoC中包含一個(gè)或多個(gè)處理器、存儲(chǔ)器、模擬電路模塊、數(shù)�；旌闲盘�(hào)模塊以及片上可編程邏輯。因此,SoC定義的發(fā)展和完善過(guò)程,也大致反映SoC技術(shù)在近15年的發(fā)展趨勢(shì)。
國(guó)內(nèi)外SoC技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
從應(yīng)用開(kāi)發(fā)的角度來(lái)看,SoC的主要含義是在單芯片上集成微電子應(yīng)用產(chǎn)品所需的所有功能系統(tǒng)。SoC技術(shù)研究?jī)?nèi)容包括：開(kāi)發(fā)工具、IP及其復(fù)用技術(shù)、可編程系統(tǒng)芯片、信息產(chǎn)品核心芯片開(kāi)發(fā)和應(yīng)用、SoC設(shè)計(jì)技術(shù)與方法、SoC制造技術(shù)和工藝等。從使用角度來(lái)看,SoC有三種類(lèi)型：專用集成電路ASIC(Application Specific IC),可編程SoC(System on Programmable Chip)和OEM(Original equipment Manufacturer)型SoC。
國(guó)際上SoC應(yīng)用設(shè)計(jì)逐漸從ASIC方向向可編程SoC方向發(fā)展。ASIC設(shè)計(jì)的典型實(shí)例主要包括：1994年Motolola的FlexCore系統(tǒng)是基于定制的68000和PowerPC微處理器;1995年LSILogic為Sony公司開(kāi)發(fā)的SoC,它包括一個(gè)1MIPS的微處理器,存儲(chǔ)器和Sony Logic,這已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于Sony Playstation視頻游戲中;1996年IBM公司制造了它的第一款SoC ASIC,該系統(tǒng)包括PowerPC 401微處理器、SRAM存儲(chǔ)器、高速的模擬存儲(chǔ)器接口和私有的客戶邏輯。
隨著SoC應(yīng)用的不斷普及,市場(chǎng)需要更加廣泛的SoC設(shè)計(jì)。SoC提供商不僅必須拓展系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)能力,而且要直接開(kāi)發(fā)和交付SoC設(shè)計(jì)套件和方法給客戶。因此,SoC設(shè)計(jì)逐漸向可編程SoC方向發(fā)展。
中國(guó)在高新技術(shù)研究發(fā)展863計(jì)劃中,把SoC作為微電子重大專項(xiàng)列入了2000～2001年度信息技術(shù)領(lǐng)域的重大專項(xiàng)預(yù)啟動(dòng)項(xiàng)目,并在IP核的開(kāi)發(fā)、軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)、IP復(fù)用、VDSM設(shè)計(jì)、新工藝新器件等方面布置了預(yù)研性課題,其中IP核的設(shè)計(jì)和制造是SoC技術(shù)中最為關(guān)鍵的部分。在中國(guó)最適應(yīng)SoC技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的SoC類(lèi)型是可編程SoC技術(shù)。
