SOPC Page 1 of 2 SOPC技术简介 一、SOPC的基本概念 Systemm-on-a- Programmable-αhip即可编程片上系统,用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,称作SP。可编 程片上系统(S0Pc)是一种特殊的嵌入式系统:首先它是片上系统(S00),即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能 其次,它是可编程系统,具有灵活的设计方式,可裁减、可扩充、可升级,并具备软硬件在系统可编程的功能 、SOPC的特点 S0Pc结合了S0和PLD、FPGA各自的优点,一般具备以下基本特征 1.至少包含一个嵌入式处理器内核 2.具有小容量片内高速RAM资源 3.丰富的 IP Core资源可供选择 4.足够的片上可编程逻辑资源: 5.处理器调试接口和FPGA编程接口 6.可能包含部分可编程模拟电路 7.单芯片、低功耗、微封装 三、SOPC的技术内容 S0PC设计技术涵盖了嵌入式系统设计技术的全部内容,除了以处理器和实时多任务操作系统(RT0s)为中心的软件设计 技术、以PCB和信号完整性分析为基础的高速电路设计技术以外,S0PC还涉及目前以引起普遍关注的软硬件协同设计技术 由于S0pPc的主要逻辑设计是在可编程逻辑器件内部进行,而BGA封装已被广泛应用在微封装领域中,传统的调试设备,如 逻辑分析仪和数字示波器,已很难进行直接测试分析,因此,必将对以仿真技术为基础的软硬件协同设计技术提出更高的要 求。同时,新的调试技术也已不断涌现出来,如 Xilinx公司的片内逻辑分析仪 Chip Scope ILA就是一种价廉物美的片内实时 调试工具 四、SOPC技术主要应用 基于FP6A嵌入IP硬核的应用。这种S0PC系统是指在FPGA中预先植入处理器。这使得FPθA灵活的硬件设计与处理器的强大 软件功能有机地结合在一起,高效地实现S0PC系统 基于FP6A嵌入IP软核的应用。这种S0Pc系统是指在FPGA中植入软核处理器,如:N0s核等。用户可以根据设计的要 求,利用相应的EDA工具,对Nos及其外围设备进行构建,使该嵌入式系统在硬件结构、功能特点、资源占用等方面全面 满足用户系统设计的要求 基于 HardCopy技术的应用。这种S0P系统是指将成功实现于FGA器件上的S0PC系统通过特定的技术直接向ASC转化。把大容 量FPGA的灵活性和As|c的市场优势结合起来,实现对于有较大批量要求并对成本敏感的电子产品,避开了直接设计Asc的困 市场上常见的 Altera公司支持SOPC的FPGA芯片有: clone系列 Cyclone系列 yc lone Stratix系列 Stratix系列 Stratix系列 mhtml:file/:Documents\desktopldocslwww.xiaoKudang.com教育科硏\高等教育.2022/0207
SOPC 技术简介 一、SOPC 的基本概念 System-on-a-Programmable-Chip 即可编程片上系统，用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，称作SOPC。可编 程片上系统（SOPC）是一种特殊的嵌入式系统：首先它是片上系统（SOC），即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能； 其次，它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。 二、SOPC的特点 SOPC结合了SOC和PLD、FPGA各自的优点，一般具备以下基本特征： 1．至少包含一个嵌入式处理器内核； 2．具有小容量片内高速RAM资源； 3．丰富的IP Core资源可供选择； 4．足够的片上可编程逻辑资源； 5．处理器调试接口和FPGA编程接口； 6．可能包含部分可编程模拟电路； 7．单芯片、低功耗、微封装。 三、SOPC的技术内容 SOPC设计技术涵盖了嵌入式系统设计技术的全部内容，除了以处理器和实时多任务操作系统（RTOS）为中心的软件设计 技术、以PCB和信号完整性分析为基础的高速电路设计技术以外，SOPC还涉及目前以引起普遍关注的软硬件协同设计技术。 由于SOPC的主要逻辑设计是在可编程逻辑器件内部进行，而BGA封装已被广泛应用在微封装领域中，传统的调试设备，如： 逻辑分析仪和数字示波器，已很难进行直接测试分析，因此，必将对以仿真技术为基础的软硬件协同设计技术提出更高的要 求。同时，新的调试技术也已不断涌现出来，如Xilinx公司的片内逻辑分析仪Chip Scope ILA就是一种价廉物美的片内实时 调试工具。 四、SOPC技术主要应用 基于FPGA嵌入IP硬核的应用。这种SOPC系统是指在FPGA中预先植入处理器。这使得FPGA灵活的硬件设计与处理器的强大 软件功能有机地结合在一起，高效地实现SOPC系统。 基于FPGA嵌入IP软核的应用。这种SOPC系统是指在FPGA中植入软核处理器，如：NIOS II核等。用户可以根据设计的要 求，利用相应的EDA工具，对NIOS II及其外围设备进行构建，使该嵌入式系统在硬件结构、功能特点、资源占用等方面全面 满足用户系统设计的要求。 基于HardCopy技术的应用。这种SOPC系统是指将成功实现于FPGA器件上的SOPC系统通过特定的技术直接向ASIC转化。把大容 量FPGA的灵活性和ASIC的市场优势结合起来，实现对于有较大批量要求并对成本敏感的电子产品，避开了直接设计ASIC的困 难。 市场上常见的Altera公司支持SOPC的FPGA芯片有： Cyclone系列 Cyclone II系列 Cyclone III系列 Stratix系列 Stratix II系列 Stratix III系列 SOPC Page 1 of 2 mhtml:file://E:\Documents\Desktop\docs\www.xiaokudang.com\教育科研\高等教育... 2022/02/07
SOPC Page 2 of 2 五、SOPC的前景 soPc是PLD和AsC技术融合的结果,目前0.13微米的Asc产品制造价格仍然相当昂贵,相反,集成了硬核或软核CPU DsP、存储器、外围1/0及可编程逻辑的S0PC芯片在应用的灵活性和价格上有极大的优势。SPC被称为“半导体产业的未 mhtml:file/:Documents\desktopldocslwww.xiaoKudang.com教育科硏\高等教育.2022/0207
五、SOPC的前景 SOPC是PLD和ASIC技术融合的结果，目前0.13微米的ASIC产品制造价格仍然相当昂贵，相反，集成了硬核或软核CPU、 DSP、存储器、外围I/O及可编程逻辑的SOPC芯片在应用的灵活性和价格上有极大的优势。SOPC被称为“半导体产业的未 来”。 SOPC Page 2 of 2 mhtml:file://E:\Documents\Desktop\docs\www.xiaokudang.com\教育科研\高等教育... 2022/02/07