SoC技术现状及其挑战
当前,在微电子及其应用领域正在发生一场前所未有的变革,这场变革是由片上系统（SoC）技术研究应用和发展引起的。从技术层面看,SoC技术是超大规模集成电路发展的必然趋势和主流,它以超深亚微米VDSM（Very Deep Submicron）工艺和知识产权IP核复用技术为支撑。
SoC的由来及其发展
SoC是20世纪90年代出现的概念。随着时间的不断推移和SoC技术的不断完善,SoC的定义也在不断的发展和完善。Dataquest定义SoC为“an integrated circuit that contains a compute engine, memory and logic on a single chip”,即SoC为包含处理器、存储器和片上逻辑的集成电路。这大致反映了1995年左右SoC设计的基本情况。随着RF电路模块和数模混合信号模块集成在单一芯片中,SoC的定义在不断的完善,现在的SoC中包含一个或多个处理器、存储器、模拟电路模块、数模混合信号模块以及片上可编程逻辑。因此,SoC定义的发展和完善过程,也大致反映SoC技术在近15年的发展趋势。
国内外SoC技术的研究及应用现状
从应用开发的角度来看,SoC的主要含义是在单芯片上集成微电子应用产品所需的所有功能系统。SoC技术研究内容包括：开发工具、IP及其复用技术、可编程系统芯片、信息产品核心芯片开发和应用、SoC设计技术与方法、SoC制造技术和工艺等。从使用角度来看,SoC有三种类型：专用集成电路ASIC(Application Specific IC),可编程SoC(System on Programmable Chip)和OEM(Original equipment Manufacturer)型SoC。
国际上SoC应用设计逐渐从ASIC方向向可编程SoC方向发展。ASIC设计的典型实例主要包括：1994年Motolola的FlexCore系统是基于定制的68000和PowerPC微处理器;1995年LSILogic为Sony公司开发的SoC,它包括一个1MIPS的微处理器,存储器和Sony Logic,这已经被广泛应用于Sony Playstation视频游戏中;1996年IBM公司制造了它的第一款SoC ASIC,该系统包括PowerPC 401微处理器、SRAM存储器、高速的模拟存储器接口和私有的客户逻辑。
随着SoC应用的不断普及,市场需要更加广泛的SoC设计。SoC提供商不仅必须拓展系统内部设计能力,而且要直接开发和交付SoC设计套件和方法给客户。因此,SoC设计逐渐向可编程SoC方向发展。
中国在高新技术研究发展863计划中,把SoC作为微电子重大专项列入了2000～2001年度信息技术领域的重大专项预启动项目,并在IP核的开发、软硬件协同设计、IP复用、VDSM设计、新工艺新器件等方面布置了预研性课题,其中IP核的设计和制造是SoC技术中最为关键的部分。在中国最适应SoC技术应用开发的SoC类型是可编程SoC技术。
