理工酷

2022年09月09日发布

1.1SoC简介：SoC在一块芯片上集成整个信息处理系统

片上系统SoC（SystemonChip），即在一块芯片上集成一整个信息处理系统，简单来说SoC芯片是在中央处理器CPU的基础上扩展音视频功能和专用接口的超大规模集成电路，是智能设备的“大脑”。

应用处理器AP（ApplicationProcessor）是SoC中包含CPU在内的所有计算芯片的集成物。智能手机SoC通常包含AP和基带处理器BP等，AP负责应用程序的运行，BP负责收发无线信号。有时将AP和SoC混用。

随着半导体工艺的发展，传统MCU已经不能完全满足智能终端的需求，SoC应运而生，凭借其性能强、功耗低、灵活度高的特点，使单芯片能够完成完整的电子系统。SoC在移动计算（例如智能手机和平板电脑）和边缘计算市场中非常普遍。它们也常用于嵌入式系统，如WiFi路由器和物联网。

当前SoC已成为功能最丰富的硬件，集成了CPU、GPU、RAM、ADC、DAC、Modem、高速DSP等各个功能模块，部分SoC还集成了电源管理模块、各种外部设备的控制模块，同时还需要考虑各总线的分布利用等。

1.1SoC简介：IP核是构成SoC的基本单元

IP核（IntellectualPropertyCore），即知识产权核，在集成电路设计行业中指已验证、可重复利用、具有某种确定功能的芯片设计模块。SoC是以IP模块为基础的设计技术，IP是SoC应用的基础。

IP核可以划分为CPU、GPU、DSP、VPU、总线、接口等6个类别，也可按软核、固核、硬核分类。

1.1SoC简介：IP核授权技术的诞生和发展为SoC奠定了基础

SoC的概念和设计技术始于20世纪90年代中期。早期芯片设计难度较低，半导体公司多为集设计、制造、封测为一体的IDM厂商。随着半导体产业和工艺的进步，往后芯片随着摩尔定律不断更新迭代，晶片设计和制造的成本和难度均大幅上升，单一厂商难以承担高额研发及制造费用。20世纪80年代，台积电的成立不断引导半导体产业朝“Fabless（设计）+Foundry（制造）+OSAT（封测）”分工方向发展。

1990年IP龙头Arm诞生，开创了IP核授权模式。Arm负责芯片架构设计，并将IP核授权给Fabless厂商。随着超大规模集成电路的发展，集成电路（IC）逐渐向集成系统（IS）转变，IC设计厂商趋向于将复杂功能集成到单硅片上，SoC的概念逐渐形成。例如，三星等厂商根据产品需求将基于ARM架构的CPU处理器和各类外围IP组合得到包含许多组件的SoC，根据不同应用需求，内部组件封装不尽相同。1994年Motorola发布的FlexCore系统和1995年LSILogic公司为Sony公司设计的SoC,是基于IP核完成SoC设计的最早报导。