基于SoPC的多功能應(yīng)用系統(tǒng).pdf

1、近年來，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，以前必須依靠硬件實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在越來越多的由軟件實(shí)現(xiàn)，而一些硬件加速方案為硬件的發(fā)展提供了前進(jìn)的方向。信息技術(shù)的發(fā)展使得社會對信息的處理速度和處理靈活度提出了更高的要求，軟硬件協(xié)同設(shè)計變得必不可少?；赟oPC的多功能應(yīng)用系統(tǒng)為了解決這一問題應(yīng)運(yùn)而生，既包含了軟件的靈活操作，也囊括了硬件的底層接口加速能力。
　　本文介紹了SoPC的發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展前景，介紹了芯片設(shè)計的流程，詳細(xì)討論了SoPC芯片

2、設(shè)計過程中的重要關(guān)注點(diǎn)，包括芯片架構(gòu)設(shè)計、芯片的重要模塊邏輯設(shè)計、內(nèi)部接口設(shè)計以及時序規(guī)范定義。在這樣的理論基礎(chǔ)上，設(shè)計并且流片一款SoPC芯片，并且基于該SoPC芯片設(shè)計了物理驗(yàn)證硬件系統(tǒng)，一方面對芯片的功能進(jìn)行全面驗(yàn)證，另一方面基于該硬件系統(tǒng)開發(fā)了基于SoPC的多功能應(yīng)用系統(tǒng)，完全實(shí)現(xiàn)了眾多功能集一體的功能，在有限的資源上開拓了無限的可能性。提出的基于SoPC的多功能應(yīng)用系統(tǒng)，包括兩部分內(nèi)容，第一為SoPC芯片的設(shè)計，SoPC芯片采

3、用CPU+FPGA架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其中CPU為國產(chǎn)龍芯CPU軟核LS232，F(xiàn)PGA為國產(chǎn)千萬門級FPGA，實(shí)現(xiàn)了完全國產(chǎn)化；互聯(lián)采用AMBA AHB總線連接，芯片內(nèi)部互聯(lián)總線采用AMBA AXI總線，充分發(fā)揮了AMBA總線高效、簡潔、快速以及易拓展的特點(diǎn)?；谠揝oPC的多功能系統(tǒng)，其最大的亮點(diǎn)在于完全國產(chǎn)化、CPU可以對FPGA進(jìn)行動態(tài)快速配置（配置一次時間少于0.5秒）、在有限的資源上可切換大量不同的功能，體現(xiàn)了無限拓展的可能性。基于S

4、oPC的多功能應(yīng)用系統(tǒng)的驗(yàn)證工作包括搭建testbench進(jìn)行功能仿真、圍繞SoPC芯片設(shè)計硬件系統(tǒng)進(jìn)行物理驗(yàn)證以及硬件系統(tǒng)上的應(yīng)用開發(fā)。在功能仿真階段，充分利用相關(guān)通信協(xié)議進(jìn)行verilog的仿真平臺搭建，仿真從各個小模塊開始到最終的系統(tǒng)仿真，確認(rèn)所有仿真無誤后再進(jìn)行芯片的后端工序，最終基于SMIC65nm工藝得到一顆完整的SoPC芯片。物理驗(yàn)證圍繞SoPC芯片搭建了一套完整的應(yīng)用系統(tǒng)，外圍器件包括串口、SDRAM、SRAM、以太網(wǎng)模