? ? 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(jìn)，現(xiàn)已進(jìn)入深亞微米階段。由于信息市場(chǎng)的需求和微電子自身的發(fā)展，引發(fā)了以微細(xì)加工（集成電路特征尺寸不斷縮?。橹饕卣鞯亩喾N工藝集成技術(shù)和面向應(yīng)用的系統(tǒng)級(jí)芯片的發(fā)展。
? ? 隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入超深亞微米乃至納米加工時(shí)代，在單一集成電路芯片上就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的電子系統(tǒng)，諸如手機(jī)芯片、數(shù)字電視芯片、DVD 芯片等。在未來(lái)幾年內(nèi)，上億個(gè)晶體管、幾千萬(wàn)個(gè)邏輯門都可望在單一芯片上實(shí)現(xiàn)。
? ? SoC ( System - on - Chip)設(shè)計(jì)技術(shù)始于20世紀(jì)90年代中期,隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展, IC設(shè)計(jì)者能夠?qū)⒂鷣?lái)愈復(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(lái)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(jì)的SoC,可能是基于IP ( Intellectual Property)核完成SoC設(shè)計(jì)的最早報(bào)導(dǎo)。
? ? 由于SoC可以充分利用已有的設(shè)計(jì)積累,顯著地提高了ASIC的設(shè)計(jì)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。
? ? SOC是集成電路發(fā)展的必然趨勢(shì)，1. 技術(shù)發(fā)展的必然2. IC 產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展。
? ? SoC的發(fā)展趨勢(shì)及存在問(wèn)題
? ? 當(dāng)前芯片設(shè)計(jì)業(yè)正面臨著一系列的挑戰(zhàn),系統(tǒng)芯片SoC已經(jīng)成為IC設(shè)計(jì)業(yè)界的焦點(diǎn), SoC性能越來(lái)越強(qiáng),規(guī)模越來(lái)越大。SoC芯片的規(guī)模一般遠(yuǎn)大于普通的ASIC,同時(shí)由于深亞微米工藝帶來(lái)的設(shè)計(jì)困難等,使得SoC設(shè)計(jì)的復(fù)雜度大大提高。
? ? 在SoC設(shè)計(jì)中,仿真與驗(yàn)證是SoC設(shè)計(jì)流程中最復(fù)雜、最耗時(shí)的環(huán)節(jié),約占整個(gè)芯片開發(fā)周期的50%～80% ,采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證方法成為SoC設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。
? ? SoC技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是基于SoC開發(fā)平臺(tái),基于平臺(tái)的設(shè)計(jì)是一種可以達(dá)到最大程度系統(tǒng)重用的面向集成的設(shè)計(jì)方法,分享IP核開發(fā)與系統(tǒng)集成成果,不斷重整價(jià)值鏈,在關(guān)注面積、延遲、功耗的基礎(chǔ)上,向成品率、可靠性、EMI 噪聲、成本、易用性等轉(zhuǎn)移,使系統(tǒng)級(jí)集成能力快速發(fā)展。
? ? 當(dāng)前無(wú)論在國(guó)外還是國(guó)內(nèi),在SoC設(shè)計(jì)領(lǐng)域已展開激烈的競(jìng)爭(zhēng)。SoC按指令集來(lái)劃分,主要分x86系列(如SiS550) 、ARM 系列(如OMAP) 、M IPS系列(如Au1500 ) 和類指令系列(如M 3Core)等幾類,每一類都各有千秋。
? ? 國(guó)內(nèi)研制開發(fā)者主要基于后兩者,如中科院計(jì)算所中科SoC (基于龍芯核,兼容M IPSⅢ指令集) 、北大眾志(定義少許特殊指令) 、方舟2號(hào)(自定義指令集) 、國(guó)芯C3 Core (繼承M3 Core)等。
? ? 開發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的處理器核、核心IP和總線架構(gòu),同時(shí)又保證兼容性(集成第三方IP) ,將使我國(guó)SoC發(fā)展具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,從而帶動(dòng)國(guó)內(nèi)IC產(chǎn)業(yè)往深度、廣度方向發(fā)展。
? ? 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(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 acompute engine, memory and logicon 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LSI Logic為Sony公司開發(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)用開發(fā)的SoC類型是可編程SoC技術(shù)。
? ? 在11/10日，Synopsys公司將舉辦一場(chǎng)有關(guān)SoC的在線研討會(huì)，新思公司的專家將重點(diǎn)介紹高性能計(jì)算（HPC）SoC的關(guān)鍵市場(chǎng)趨勢(shì)和案例。