SOPC 是什么?

2008-06-18 13:51:25来源: 百度
    SOPC: 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。

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:

         至少包含一个嵌入式处理器内核;
         具有小容量片内高速RAM资源;
         丰富的IP Core资源可供选择;
         足够的片上可编程逻辑资源;
         处理器调试接口和FPGA编程接口;
         可能包含部分可编程模拟电路;
         单芯片、低功耗、微封装。

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。

SOPC技术主要应用以下三个方向:
1)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。
2)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。
3)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。


现在市场上Altera公司支持SOPC的FPGA芯片有:
1)Cyclone系列
2)Cyclone II系列
3)Cyclone III系列
4)Stratix系列
5)Stratix II系列
6)Stratix III系列




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”。
编辑:吕海英 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2008/0618/article_217.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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