嵌入式发展、SoC方案趋势

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ＳＯＣ技术的现状、水平和发展趋势（下）

■　福州杰讯自动化技术有限公司　　林学龙

着重从应用的角度介绍国内外ＳＯＣ技术的研究应用现状、可编程ＳＯＣ技术的研究应用水平

摘　　要

（主要介绍数家有代表性厂商可编程ＳＯＣ芯片及其开发平台）。最后介绍目前ＳＯＣ技术发展比较明显的两大趋势——混合信号ＳＯＣ和基于平台设计（ＰＢＤ）。

关键词

ＳＯＣ　　ＳＯＰＣ　　混合信号ＳＯＣ　　基于平台设计（ＰＢＤ）

公司的合作关系，获得目前最先进的处理器技术。ARM和MIPS处理器可集成到Altera可编程SOC器件上。这样就可利用MIPS和ARM处理器的性能来完成Nios处理器所实现的应用范围，因此完全可以代替Nios处理器。同时，它们还与所有第三方开发和调试工具相兼容，并且支持基于ARM和MIPS的应用开发。

Altera公司已推出一款SOC开发工具套件Excalibur Development Kits。该开发套件包括SOC开发所必需的各种工具和资源软件、可以重构的硬件电路结构验证平台和使用说明书。可以使用的软件资源包括供选用的多种嵌入式处理器核、Altera系列FPGA开发工具Quartus（其可进行HDL设计的仿真、综合和布局、布线）、还有工业标准的C/C++编译器。可重构的硬件平台可用来验证设计是否正确，在表示硬件结构电路代码生成后，通过PC机加载，可重构其电路，通过运行重构的电路来达到验证的目的。开发软件包中可嵌入CPU核，有3种可供选择，它们都是高性能的RISC结构CPU，其中最高的为64位结构，运行速度可达200 MIPS，使用的领域非常广。整个开发套件目前售价1000美元。

２．３Ａｌｔｅｒａ公司的可编程ＳＯＣ芯片技术及其开发

平台

Altera公司SOC芯片的市场目标与Xilinx公司一样，主要也是面向需要大量数字信号处理的高端宽带和电信应用。Altera已经在其可编程SOC中集成ARM和MIPS的200 MHz 32位处理器，以及Nios用户可选择的16位和32位的微处理器。这些MPU IP可从Altera可编程SOC芯片APEXTM EP20K系列FPGA获得支持。

Nios微处理器核是由Altera自行开发的。Nios用一套完整的工具套件很容易在Altera APEXTMEP20K系列FPGA及Altera PLD上实现。Nios可配置RISC MPU软核，成为具有16位指令集的16位或32位RISC微处理器；可对Nios嵌入式MPU进行优化，加外设功能以适合用户特殊设计需要。实际上，用户能容易地改变系统设计以及在现场升级。从Nios中可得到的外设有定时/计数器、PIO、SPI、PWM、10/100以太网MAC和SDRAM控制器。Nios MPU仅占20万门EP20K200E的12 %。EP20K200E样品价是80美元，生产1个微处理器成本是10美元。若使用量大，EP20K200E器件价格低于40美元，结果1个微处理器成本仅占5美元。几个Nios MPU可装在Altera PLD器件上构成并行处理系统，能最大地满足用户的应用需求。这种并行处理能力在网络应用中是特别有用的，多重Nios MPU可当作专门化的网络处理器。除此之外，加入FIR滤波器和FFT算法能够开发一个完善的DSP处理系统。设计者可通过将Nios MPU与时间处理单元结合来建立工业和汽车控制器。当与多媒体接口控制器、出错修正或信息包处理模块相连接时，一套完善的网络处理系统就可建成。也就是说，Nios MPU对器件有效的利用意味着多重核可用于要求多重处理的性能扩展。

Altera通过与ARM Limited和MIPS Technologies

２．４Ｔｒｉｓｃｅｎｄ公司ＳＯＣ芯片技术及其开发平台

Triscend公司SOC芯片的市场目标重点是电信

与网络市场，此外，在便携式/无线传输应用、嵌入式网际网络系统、仪器与工具控制等领域也是它的发展空间。Triscend公司新推出的可配置片上系统CSOC（Configurable System on a Chip）产品——E5，是一颗整合8051 Turbo核、RAM、高速总线和PLD等的混合芯片，可以让已经整合在内部的MCU通过Triscend设计的芯片内总线（BUS）与PLD沟通，能兼具SOC的高整合度与PLD的设计规划弹性，一推出便受到市场的瞩目。

E5内含有MCU内核、4万门PLD、40 KB的RAM，

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