浅谈SoC（SystemOnChip）技术（一）

　　之前我们聊了FGPA的发展历程、实现原理、开发流程等内容。今天我们来聊一聊，现在另一种主流的芯片开发技术，SoC技术。
　　SoC概念
　　狭义上：指在一个芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O 等功能，包含嵌入软件及整个系统的全部内容 。
　　广义上：指一种芯片设计技术，可以实现从确定系统功能开始，到软硬件划分，并完成设计的整个过程 。
　　通俗意义上，我们一般所说的SoC技术，可以称之为多核集成技术。SoC技术出现的原因
　　现在电子产品的生命期正在不断缩短，这要求芯片的设计可以在更短的周期内完成。同时芯片的功能复杂度，又在飞速提升，如果总是从头设计一款芯片，显然将花费大量的人力物力，并且不一定能够满足市场的需要。
　　所以为了加快芯片设计的速度，人们将已有的IC电路以模块的形式，在SoC 芯片设计中调用，从而简化芯片的设计，缩短设计时间，提高设计效率。SoC的一般构成
　　逻辑核：包括CPU、时钟电路、定时器、中断控制器、串并行接口、其它外围设备、I／O端口以及用于各种IP核之间的粘合逻辑等等。
　　存储器核：包括各种易失、非易失以及Cache等存储器。
　　模拟核：包括ADC、DAC、PLL以及一些高速电路中所用的模拟电路 。
　　IP的概念
　　在SoC设计中，可以被重复使用的IC 模块就叫做IP模块（或者系统宏单元、芯核、虚拟器件）。
　　IP 模块是一种预先设计好，已经过验证，具有某种确定功能的集成电路、器件或部件。它有三种不同形式：软IP核(soft IP core)、固IP核(firm IP core)和硬IP核(hard IP core)。软IP核(soft IP core)：通常使用Verilog HDL或者VHDL描述，且直接以代码交付到客户。所以对交付方来讲，对IP进行保护较难，但对客户方，灵活度高，可修改，与工艺独立，可重新综合。固IP核(firm IP core)：通常以门级网表（用来布局布线）交付到客户，IP核与工艺相关。硬IP核(hard IP core)：通常以黑盒形式交付到客户，IP核包含工艺相关的布局和时序信息，IP保护容易，目前多数处理器、存储器都以硬核的方式提供。
　　基于IP模块的SoC设计方法
　　因为买过来的IP模块是预先设计好的，并通过了验证，设计者可以把注意力集中于整个系统，而不必考虑各个模块的正确性和性能。这除了能缩短SoC 芯片设计的时间外，还能降低设计和制造成本，提高可靠性。
　　IP 重用技术使芯片设计从以硬件为中心，逐渐转向以软件为中心，从门级的设计，转向IP 模块和IP 接口级的设计。
　　构建一个系统是个复杂的过程，实际应用中，设计者往往到设计的后期才可以明确软件和硬件要实现的功能，系统要达到的性能等具体指标。而这些指标又实际决定了该选择哪个IP 模块。当然，不是所需要的IP内核模块都可以从市场上买得到，为了垄断市场，一些公司开发出来的关键IP内核模块是不愿意授权转让的，或者授权和转让费十分高昂。SoC技术的优点
　　通过上文，我们看以看出SoC技术具有以下优点：采用内部信号的传输，降低功耗。系统整合在一块芯片上，减少体积和重量。在相同面积上整合更多的功能元件和组件，丰富系统功能。芯片内部信号传递的距离缩短，速度提高。IP模块的出现可以减少研发成本，降低研发时间，可适度节省成本。SoC技术的缺点
　　个人认为，基于IP的设计方法，对一些＂卡脖子＂关键IP的研发不利，前有中兴、后有华为，一旦人家不再提供授权，风险极大。小结
　　ARM和高通每年通过收取授权和转让费，单就智能手机一项业务，营收惊人，为此财大气粗的苹果，为了降低这笔费用，不惜和高通对薄公堂，而转投Intel，可惜最后Intel没能提供满意的基带芯片，苹果不得不又转投高通，为此付出了不小的代价。
　　如果我们不加强一些关键IP的研发，类似于中兴、华为被掐脖子的事情，肯定不会是最后一次。并且随着我国科技实力的发展，＂卡脖子＂事件的发生频率会越来越快，范围会越来越广，所以我们在使用SoC技术开发芯片的同时，加强一些关键IP的研发，已经是刻不容缓。