SoC晶片

SoC晶片

SoC晶片是一種積體電路的晶片,可以有效地降低電子/信息系統產品的開發成本,縮短開發周期,提高產品的競爭力,是未來工業界將採用的最主要的產品開發方式。

產品介紹

隨著設計與製造技術的發展,積體電路設計從電晶體的集成發展到邏輯門的集成,現在又發展到IP的集成,即SoC(System-on-a-Chip)設計技術。SoC可以有效地降低電子/信息系統產品的開發成本,縮短開發周期,提高產品的競爭力,是未來工業界將採用的最主要的產品開發方式。雖然SoC一詞多年前就已出現,但到底什麼是SoC則有各種不同的說法。在經過了多年的爭論後,專家們就SoC的定義達成了一致意見。這個定義雖然不是非常嚴格,但明確地表明了SoC的特徵:

實現複雜系統功能的VLSI; 採用超深亞微米工藝技術;

使用一個以上嵌入式CPU/數位訊號處理器(DSP);

外部可以對晶片進行編程;

定義

SoC的定義多種多樣,由於其內涵豐富、套用範圍廣,很難給出準確定義。一般說來, SoC稱為系統級晶片,也有稱片上系統,意指它是一個產品,是一個有專用目標的積體電路,其中包含完整系統並有嵌入軟體的全部內容。同時它又是一種技術,用以實現從確定系統功能開始,到軟/硬體劃分,並完成設計的整個過程。從狹義角度講,它是信息系統核心的晶片集成,是將系統關鍵部件集成在一塊晶片上;從廣義角度講, SoC是一個微小型系統,如果說中央處理器(CPU)是大腦,那么SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的系統。國內外學術界一般傾向將SoC定義為將微處理器、模擬IP核、數字IP核和存儲器(或片外存儲控制接口)集成在單一晶片上,它通常是客戶定製的,或是面向特定用途的標準產品。

中國本土企業創維聯合海思自主研發的智慧型電視SOC晶片研製成功並首次實現量產。搭載這款晶片的創維GLED新品的系統速度、解碼能力等智慧型電視核心性能居行業領先水平。”同時,創維此“智慧型電視SOC晶片研發及產業化”項目已經申報“核心電子器件、高端通用晶片及基礎軟體產品”國家科技重大專項(簡稱“核高基重大專項”)課題,創維將與海思在晶片定義、晶片驗證、晶片的整機研發和產業化等核心領域展開深度合作 。"

一般構成

從大處來分,SOC含有:

1.邏輯核包括CPU、時鐘電路、定時器、中斷控制器、串並行接口、其它外圍設備、I/O連線埠以及用於各種IP核之間的粘合邏輯等等;

2.存儲器核包括各種易失、非易失以及Cache等存儲器;

3.模擬核包括ADC、DAC、PLL以及一些高速電路中所用的模擬電路。

目前 SOC遇到的難題

今天SoC的發展也至少遇到了以下四大難以逾越的挑戰:

第一.IP的種類和複雜度越來越大以及通用接口的缺乏均使得IP的集成變得越來越困難;

第二.當今的高集成度SoC設計要求採用更先進的90nm以下工藝技術,而它將使得功率收斂和時序收斂的問題變得更加突出,這將不可避免地導致更長的設計驗證時間;

第三.很難在SoC上實現模擬、混合信號和數字電路的集成;

第四.先進SoC開發的NRE成本動輒數千萬美元,而且開發周期很長。

SOC晶片技術在手機領域舉例

SoC技術的一大關鍵優勢是它可以降低系統板上因信號在多個晶片之間進出帶來的延遲而導致的性能局限,它也提高了系統的可靠性和降低了總的系統成本。此外,在PCB板空間特別緊張和將低功耗視為第一設計目標的套用中,如手機,SoC常常是唯一的高性價比解決方案。

舉例

a.可視電話

Z228可用於設計低成本的可視電話和視頻會議系統。使用Z228,並配合彩色圖像感測器模組和LCD顯示模組,產品可傳送雙向的MPEG-4視頻信號。VGA尺寸的畫面,再加上低延遲模式和防錯技術,可顯著改善用戶體驗。ARM926EJ處理器可運行SIP協定棧,並對視頻流的碼率進行即時動態調整,以適應不同的信道頻寬。

視頻監控

Z228是構建視頻監控系統的理想選擇。其內置的ARM9處理器和硬體視頻編解碼器有利於研製更加靈活和廉價的分散式終端設備和基於IP的監控網路,符合視頻監控向網路化、數位化和智慧型化方向發展的趨勢。Z228的先進的視頻壓縮算法,能在較低頻寬下(小於700kbps)下提供良好的畫質(大於30dB);在低延遲模式下,端到端延遲(不計傳輸延遲)小於60ms;ARM9處理器的存在使得音視頻同步的實現更為方便。

備註:Z228正是一款高集成度的SoC晶片。

什麼是VLSI

將電晶體、電阻、電容、二極體等電子組件整合裝至一晶片(chip)上,由於積體電路的體積極小,使電子運動的距離大幅縮小,因此速度極快且可靠性高,積體電路的種類一般是以內含電晶體等電子組件的數量來分類:

MSI (中型積體電路),電晶體數 100~1,000

LSI (大規模積體電路),電晶體數 1,000~10,0000

VLSI (超大規模積體電路),電晶體數 100,000~

什麼是IP核

IP核是具有複雜系統功能的能夠獨立出售的VISI塊。

國產及套用

智慧型電視創維G8200

8月20日,創維集團聯合華為海思發布了採用海思Hi3751智慧型電視SOC晶片的GLED 8200系列超高清智慧型電視,標誌著國內首款智慧型電視晶片研發成功並實現量產。

2014年8月20日,國產彩電巨頭創維在京召開以“見證奇G的時刻”為主題的新品發布會,高調發布全球首款GLED電視。此次發布會堪稱重量級,不僅創維集團高層領導悉數出席,更是邀請到工信部刁司長,以及國內160餘家主流媒體及行業專家。

會上工信部刁司長發表了講話,講話內容表示:創維集團與華為海思以項目為紐帶結成了緊密的合作夥伴,並成功研製我國首款自主研發並成功實現量產的高端智慧型電視晶片,晶片性能優於市場同類晶片,對改變我國彩電行業缺芯少屏的局面,提升電子信息產業核心競爭力有著重要的意義!

工信部刁司長 工信部刁司長

2014年8月21日《新聞聯播》報導 :“中國本土企業創維聯合海思自主研發的智慧型電視SOC晶片研製成功並首次實現量產。搭載這款晶片的創維GLED新品的系統速度、解碼能力等智慧型電視核心性能居行業領先水平。” 同時,創維此“智慧型電視SOC晶片研發及產業化”項目已經申報“核心電子器件、高端通用晶片及基礎軟體產品”國家科技重大專項(簡稱“核高基重大專項”)課題,創維將與海思在晶片定義、晶片驗證、晶片的整機研發和產業化等核心領域展開深度合作。 首批搭載此晶片的創維G8200系列新品4000台已於2014年8月20日上市。

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