SoC系统芯片设计中的嵌入软件.PDF

SoC系统芯片设计中的 嵌入软件 张明 杭州国芯科技有限公司董事、资深副总 zhangm@ 系统芯片：从电路集成到知识集成 人类社会已经进入数字生活为标志的知识经济时代，集成 电路产品影响着现代人类生活的方方面面，集成电路已经 成为知识经济时代人类创新发明的最重要产品载体之一。 集成电路自身也已经从最初的规模集成、电路集成，发展 到现阶段SoC 系统芯片时代的知识集成，而伴随着芯片产 品从模块到系统的转化，正在相当程度上改变着芯片本身 的产品属性，并因此影响到现代电子产品行业的产业组织 结构。 系统芯片设计：硬件设计+软件设计 CPU SoC 内嵌 是 系统芯片的一个重要特征。在进行系统芯 片设计时，首先需要划分哪些部分由硬件电路实现，哪些 部分由软件编程实现。 专用硬件电路实现的优点是面积小、速度快，软件实现的 特点是编程灵活。对于数字电视SoC 系统芯片而言，通过 CPU DSP 内嵌 、 可以方便地应对支持各种不同音视频标准 的实现需求。 系统芯片设计，已经从单纯的硬件设计，转变为以硬件为 载体的软硬件同步设计过程，而且各种复杂功能借助软件 设计实现的比重正在日益加大。 系统芯片产品：SoC芯片+解决方案 系统芯片已经将整机系统的主要功能集成到一个芯片上实 现，原先由整机企业研发人员承担的电子系统解决方案开 发任务已前置到系统芯片设计内部。 系统芯片产品 == SoC芯片 + 解决方案 解决方案架起了芯片转化为产品的重要桥梁 解决方案决定产品的市场成败 集成电路进入SoC时代，原先通常由整机开发企业承担的 系统开发任务更多地被转嫁到芯片设计企业内部，因而解 决方案将决定芯片产品的市场成败。 由于各种功能和服务被集成到芯片上，提供方便快捷的完 整解决方案已成为芯片产品能否在第一市场占据市场的最 重要决定因素之一 。 有无方案开发能力，能否整合方案开发资源，既给芯片设 计企业加重了负担，也是芯片设计企业使产品成功占据市 场的重要手段。 嵌入软件：系统芯片产品的灵魂 系统芯片区别于一般芯片的标志性特点是内嵌了一个或多个 CPU ，CPU在芯片中扮演的角色也已经从单纯的芯片总控， 发展到负责各种应用功能的软件实现，既实现了对芯片硬件 资源共享的最大化，又实现对各种不同标准和个性化需求的 灵活应对，嵌入软件将逐步扮演系统芯片灵魂的角色。 对于数字电视系统芯片开发而言，嵌入软件包括： 底层硬件接口驱动 嵌入式实时操作系统 支持各种协议和接口的中间件 多媒体系统应用层软件 嵌入软件 芯片功能软件（由芯片开发部门负责） + 解决方案软件（由应用开发部门负责） 产品形态：芯片功能软件化实现是大势所趋 + + 软件产品形态：光盘 软件包 芯片产品形态：芯片 软件包 集成电路工艺的成熟，使芯片设计进入SoC时代；同样也将使 SoC芯片的生产成本基本保持在$2-$4之间， SoC 系统芯片的 价值通过芯片能够提供的功能和服务得到体现； 软件处理能力的不足，引发硬件加速的需求； 硬件加速需求促进工艺实现水平的提高，使硬件提供的计算资 源更加充足，从而使芯片的软件处理能力得到迅速提高。 软件处理能力的提升，使软件的灵活编程能力得到充分发挥， 从而使硬件加速的需求得到释放。 芯片中软件提供的功能和服务价值将不断得到提升，芯片功能 的软件化实现已成为大势所趋。 SoC系统芯片发展方向：以硬件为支撑的软件实现 Personal Computer == intel CPU + Microsoft Windows Consumer Electronic Products == SoC Hardware + Embeded Software Intel + Microsof