嵌入式系統(tǒng)在soc應用領域技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

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1、嵌入式系統(tǒng)在SoC應用領域技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢摘要隨著嵌入式系統(tǒng)與微電子技術的飛速發(fā)展與現(xiàn)代制造工藝和設計能力的不斷進步，硬件的集成度越來越高，這使得將CPU、存儲器和I／0設備集成到一個硅片上成為可能，SoC應運而生，系統(tǒng)芯片SoC已成為集成電路發(fā)展中的新焦點，并以其集成度高、可靠性好、產(chǎn)品問世周期短等特點逐步成為當前嵌入式系統(tǒng)設計技術的主流。而不斷涌現(xiàn)出大量功能強大且價格低廉的SoC芯片，使得嵌入式設備也具有了前所未有的強大處理能力，越來越廣泛地應用于人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。引言隨著信息技術的發(fā)展，我們經(jīng)歷了PC時代，經(jīng)歷著網(wǎng)絡時代，進

2、而面向所謂后PC時代。當前，由于網(wǎng)絡與Internet家庭化，使消費電子、計算機、通信趨于一體化，從人們在生活中使用的手機、PDA、電視、電冰箱等民用電子與通信產(chǎn)品，到導彈、衛(wèi)星通信、潛艇等軍用的控制核心，無一不打上嵌入式系統(tǒng)的烙印。嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心、計算機技術為基礎、軟件硬件可剪裁、適應應用系統(tǒng)對動能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、微電子技術和現(xiàn)代電子系統(tǒng)技術與各個行業(yè)的具體應用相結合的產(chǎn)物，這一點決定了它必然是一個技術密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)廣泛應用

3、于國民經(jīng)濟和國防建設的各個領域，發(fā)展非常迅速，調(diào)查數(shù)據(jù)表明，嵌入式系統(tǒng)的增長為每年18％，大約是整個信息技術產(chǎn)業(yè)平均增長的兩倍，目前世界上大約有2億臺通用計算機，而嵌入式處理器大約60億個，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是二十一世紀信息產(chǎn)業(yè)的重要增長點。隨著集成電路制造工藝的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)硬件的集成度越來越高，這使得將嵌入式微處理器、存儲器、I/O設備等硬件組成部件集成到單個芯片上成為可能，片上系統(tǒng)SoC(SystemonChip)應運而生。SoC極大地縮小了系統(tǒng)體積；減少了板級系統(tǒng)SoB(SystemonBoard)中芯片與芯片之間的互連延遲，從

4、而提高了系統(tǒng)的性能；強調(diào)設計重用思想，提高了設計效率，縮短了設計周期，減少了產(chǎn)品的上市時間。因此SoC以其集成度高、體積小、功耗少、可靠性好、產(chǎn)品問世周期短等優(yōu)點得到了越來越廣泛地應用，并且正在逐漸成為當前嵌入式系統(tǒng)設計的主流技術。嵌入式系統(tǒng)所謂嵌入式系統(tǒng)，是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟件硬件可裁剪，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。隨著微電子工藝和計算機技術的發(fā)展，嵌入式計算機系統(tǒng)的應用領域不斷擴大，己被廣泛地應用于航空航天、武器裝備、機器人、通信設備、工業(yè)控制、汽車船舶直至個人電子產(chǎn)品等廣闊的領域，形

5、成了巨大的產(chǎn)業(yè)，工業(yè)年產(chǎn)值已超過一萬億美元。隨著嵌入式系統(tǒng)用戶需求和相關技術的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)設計的發(fā)展趨勢如下：1．嵌入式系統(tǒng)越來越復雜隨著用戶需求的不斷增加，嵌入式系統(tǒng)設計復雜性不斷提高，設計規(guī)模不斷增大，設計對象由單機走向分布式系統(tǒng)。2．嵌入式系統(tǒng)向多元化發(fā)展隨著嵌入式系統(tǒng)應用領域不斷擴大，不同場合對系統(tǒng)設計的功能、功耗、成本、面積等需求各不相同，嵌入式系統(tǒng)設計的要求由單目標走向多目標。3．嵌入式系統(tǒng)趨于高集成化隨著嵌入式技術大量應用于手機、PSP、PocketPC等用電池供電的移動設備之中，系統(tǒng)設計的功耗和體積限制要求不斷增強

6、，嵌入式產(chǎn)品的集成度越來越高。4．嵌入式系統(tǒng)的設計重用隨著嵌入式產(chǎn)品更新速度加快，系統(tǒng)設計周期不斷縮短，新產(chǎn)品問世時間不斷減小，系統(tǒng)設計更加強調(diào)設計重用。5．嵌入式系統(tǒng)趨于軟硬件綜合考慮不同于通用計算機系統(tǒng)上的開發(fā)軟件，嵌入式系統(tǒng)是一個軟件和硬件并存的系統(tǒng)，設計時要從軟件和硬件兩個領域來綜合考慮問題，它們互相聯(lián)系，相互補充和制約。嵌入式系統(tǒng)在SoC應用領域技術現(xiàn)狀集成電路的發(fā)展已有40年的歷史，它一直遵循摩爾所指示的規(guī)律推進，現(xiàn)已進入深亞微米階段。由于信息市場的需求和微電子自身的發(fā)展，引發(fā)了以微細加工（集成電路特征尺寸不斷縮?。橹饕卣?/p>

7、的多種工藝集成技術和面向應用的系統(tǒng)級芯片的發(fā)展。隨著半導體產(chǎn)業(yè)進入超深亞微米乃至納米加工時代，在單一集成電路芯片上就可以實現(xiàn)一個復雜的電子系統(tǒng)，諸如手機芯片、數(shù)字電視芯片、DVD芯片等。在未來幾年內(nèi)，上億個晶體管、幾千萬個邏輯門都可望在單一芯片上實現(xiàn)。SoC(System-on-Chip)設計技術始于20世紀90年代中期,隨著半導體工藝技術的發(fā)展,IC設計者能夠?qū)⒂鷣碛鷱碗s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)轉變的大方向下產(chǎn)生的。1994年Motorola發(fā)布的FlexCore系統(tǒng)(用來制作基于68000和

8、PowerPC的定制微處理器)和1995年LSILogic公司為Sony公司設計的SoC,可能是基于IP(IntellectualProperty)核完成SoC設計的最早報導。由于SoC可以充