计算机系统结构—赵谦4.ppt

SOC泛谈 赵谦 嵌入式系统 IEEE： Devices Used to Control，Monitor or Assist the Operation of Equipment，Machinery or Plants 国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统 一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。 执行装置 如手机上的一个微小型的电机，当手机处于震动接收状态时打开；也可以很复杂，如SONY 智能机器狗，上面集成了多个微小型控制电机和多种传感器，从而可以执行各种复杂的动作和感受各种状态信息。 实例 DE2 板是以CycloneII 2C35FPGA为特点的672 针引脚的包装。板上所有重要的部件都与板上的芯片相连，使用户能够控制板上各种的操作。DE2 板包括了很多开关（兼有拨动开关和按键），发光二极管和七段数码管。进行涉及音频和视频的实验时，也有标准MIC、line-in、line-out接口（24位音频解编码器），video-in（TV Decoder）和VGA（10-bit DAC），这些特点都能够被用来制作CD质量的音频应用程序和专业的视频图象。为了能够设计更强大的项目，DE2 还提供了USB2.0 接口（包括主、从USB），10/100M自适应以太网，红外（IRDA）接口，以及SD卡接口。最后，可以通过两排扩展I/O口与其它用户自定义的板子相连。 Altera DE2 FPGA（Field－Programmable Gate Array）DE2的配置 USB2.0(A 型和B 型) PS/2 鼠标或键盘接口 音频输入输出线，MIC 输入（24-bit 音频编解码器扩展I/O（76 根信号线） 存储容量 8-MB SDRAM，512-KB SRAM，4-MB Flash SD卡插槽 开关，发光二极管，液晶和晶振 18 个拨动开关 4 个去抖按键 8 个七段数码管 16×2 字符液晶 27-MHZ 和50MHZ 的晶振，外部SMA 时钟输入 概念 Soc它是信息系统核心 的芯片集成,是将系统关键部件集 成在一块芯片上;从广义角度讲, SoC是一个微小型系统,如果说中 央处理器(CPU)是大脑,那么SoC 就是包括大脑、心脏、眼睛和手 的系统。国内外学术界一般倾向 将SoC定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上,它通常是客户定制的,或是面向特定用途的标准产品。 关于Soc技术 多核DSP 传统的系统芯片（ＳｏＣ）是由处理器、存储单元、通信以及Ｉ／Ｏ控制单元等构成的。当需要处理大量数据时，常需要外加特殊元件，例如ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ，这种架构占用空间并增加成本，也使产品的开发时间增加。现在一种内含有数字信号处理（ＤＳＰ）、精简指令集（ＲＩＳＣ）处理器和可编程逻辑的ＳｏＣ架构，能够为影像、图像、语音和数据处理、通信以及Ｉ／Ｏ控制等各种嵌入式应用提供强大的功能。传统的ＤＳＰ　ＳｏＣ都是属于单芯核架构，也就是说：ＳｏＣ除ＣＰＵ内核以外，还嵌入一个特殊的ＤＳＰ内核，例如：数码相机、手机用的ＳｏＣ就是属于此类。由于３Ｇ时代的来临，为ＤＳＰ带来了新机会。因为ＶｏＩＰ或其它高密度的语音应用，例如：传输语音分组的媒体网关需要数百个语音信道，需要高速的处理速度，因此多内核ＤＳＰ已经逐渐取代传统的单内核单内核ＤＳＰ成为主流趋势。此外，多内核ＤＳＰ通过微处理器或微控制器还支持多任务处理。 多核DSP 虽然过去十年来，单