嵌入式发展、SoC方案趋势

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SOC技术提供一套EDA平台，这样就给SOC的用户造成极大的不便。用户无法应用同一标准，对不同厂家的同类产品进行综合评价，也无法从不同厂家同类产品提供算法支持和优化，使得应用产品开发者只能跟着少数厂家的SOC技术水平走。针对目前这些问题，我们可以从中体会到SOC技术有如下两个发展趋势。

（1） 混合信号SOC

至今为止，我们所了解到绝大多数的SOC均是数字逻辑系统，但是真正称为片上系统（SOC）不应只是数字逻辑系统，还应具有模拟功能，甚至还应包括射频器件等。最起码SOC应在单片上实现数字和模拟两部分功能。可喜的是目前已出现这种发展趋势，如前文提到的Cypress公司推出的8C25XXX/8C26 XXX系列SOC，尽管其功能还相对较弱，但已充分说明了这种趋势在不远的将来可以实现。

混合信号电路，长期被认作“黑色艺术品”，已静静地以它自己的方式进入主流的CMOS ASIC，作为推动更高级的集成化的一部分，起初用在这些芯片的接口部分。混合信号电路已由像作为前后端数据信号处理的数据转换器这样的核组成，发展到与增益放大器、滤波器和信号驱动器/接收器组合在一起。与设计技术一样灵活的，日益成熟的CMOS处理技术已使具有数字核、数字逻辑和存储器这些复杂的SOC所必需的高性能混合信号核集成成为可能。

最近，许多应用合并到单一平台以提供像声音、数据和视频这样的多重服务已使得先前清楚的市场分割之间的界线变得模糊不清，导致了集成多重混合信号接口模块到单一产品中。例如，具有互联网接入、视频捕获和视频播送能力的蜂窝电话已合起来带给用户，无线与网络市场变成一个通信市场。这使通信市场爆发性地增长，由互联网引发，已为集成混合信号解决方案驱动了需求。由于成本和功耗消费的关注推动了减少这个系统所需分立元件和高速片与片连接的数量。千兆位以太网PHY，已为蓝牙、家庭RF、兆像素数字相机集成了基带/IF/RF，更快、更大能力、更加猛烈和选择性驱动了这些应用，并单独向混合信号设计者提供了巨大挑战。添加数字逻辑、数字核和存储器与集成多重组合信号接口结合在一起的任务，已清楚地说明为什么混合信号SOC还未成为工业上常用的术语。给足够的资源和时间，一定会实现混合信号SOC。但是由于对半导体用户来说市场是第一涉及因素，因此，以一个适当的形式强制决定支持SOC需要的混

合信号方法是必要的。不过，最近朗讯公司推出供Phase2+GSM和3G移动电话使用的Sceptre3全速率GPRSSOC器件，是当前的无线SOC技术，这说明混合信号SOC技术正在起步。

（2）基于平台设计（PBD）

SOC的核心技术是IP核模块。对IP复用要求，引发了解决方案作为设计生产力，已经驱动了商业基础性的变化。这是由于半导体卖主从使用交叉许可和第三方许可来建立强大的管芯IP，引发了像ARM和MIPS这样的新星公司的发展。然而，企图建立一个更广阔，更开放的IP市场已几乎没有成功。这主要是由于新兴企业与芯片厂家的IP之间已经分裂，所有的IP没有足够费用来拓展市场。

同样，也有技术方面的挑战。与IP模块接口的是与其行为混合，这就破坏了灵活性的需要。对不同总线或微处理器进行IP重新调整。为了尝试标准化设计实践，已有170多家公司参加的虚拟插座接口联盟VSIA（Virtual Socket Interface Alliance）也无法给出IP模块的统一标准接口。因此，IP复用已证明在技术上是非常困难的。

为了解决这一问题，工业上的反应是基于平台设计，即PBD。基于平台设计是从半导体工业来的，其十分强烈地反映半导体厂商所提供芯片体系结构和IP具有的足够的灵活性来供给系列产品。当提供有足够的灵活性满足同系列用户需要时，基于平台设计（PBD）限制了IP选择并保护了半导体公司商业和制造之间的约束。精确地讲，处于同一水平的不同的半导体公司将取决于他们的PBD策略是否成功。胜者将得到更大的灵活性。

为了提供灵活的PBD和加速上市时间，有两种明确的挑战：第一是在构建一个最佳可拓展的平台之前应完成最终应用的规范；第二是配置平台以便用户能容易地集成功能到它上面并且迅速验证结果。

系统集成已成为开发SOC技术的主要瓶颈。随着芯片尺寸的缩小及器件密度的提高，单个芯片上集成的功能也会越来越多。然而，单靠遵循摩尔定律发展的SOC技术尚不能在芯片上实现所有器件的集成，还有无数复杂的实现细节，有宏观的也有微观的，有硬件的也有软件的，而这些都是实现功能完整的SOC所必需的。尽管如此，可编程SOC的出现给所有的设计师带来了全新的系统级集成技术。这一新技术将给未来各种各样的产品提供高度集成的高性能开发手段。

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