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2017年11月22日 星期三

丁酉(鸡)年十月初五

SOPC - SOPC [回目录]

 SOPC

      英文全称:System On a Programmable Chip.

SOPC实验板
SOPC实验板

      中文译名:可编程片上系统
      

      SOPC它是用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,来用于嵌入式系统的研究和电子信息处理.

     SOPC是一种特殊的嵌入式系统,它是片上系统SOC),即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能但它不是简单的SOC,它也是可编程系统,具有灵活的设计方式,可裁减、可扩充、可升级,并具备软硬件在系统编程的功能

SOPC的特点

     SOPC前提是SOC系统,所以SOPC继承着了SOC的各种特点,而且SOPC兼具这PLDFPGA的优点,一般概括其特点为:

          至少包含一个嵌入式处理器内核
         具有小容量片内高速RAM资源;
         丰富的IPCore资源可供选择;
         足够的片上可编程逻辑资源;
         处理器调试接口FPGA编程接口
         可能包含部分可编程模拟电路
         单芯片、低功耗、微封装

SOPC的技术内容:

      SOPC设计技术涵盖了嵌入式系统设计技术的全部内容,除了以处理器实时多任务操作系统RTOS)为中心的软件设计技术、以PCB信号完整性分析为基础的高速电路设计技术以外,SOPC还涉及目前以引起普遍关注的软硬件协同设计技术。由于SOPC的主要逻辑设计是在可编程逻辑器件内部进行,而BGA封装已被广泛应用在微封装领域中,传统的调试设备已很难进行直接测试分析,因此,必将对以仿真技术为基础的软硬件协同设计技术提出更高的要求。同时,新的调试技术也已不断涌现出来,如Xilinx公司片内逻辑分析仪ChipScopeILA就是一种价廉物美的片内实时调试工具。

SOPC技术主要应用以下三个方向:

1)基于FPGA嵌入IP硬核的应用。这种SOPC系统是指在FPGA中预先植入处理器。这使得FPGA灵活的硬件设计与处理器的强大软件功能有机地结合在一起,高效地实现SOPC系统。

2)基于FPGA嵌入IP软核的应用。这种SOPC系统是指在FPGA中植入软核处理器,如:NIOSII核等。用户可以根据设计的要求,利用相应的EDA工具,对NIOSII及其外围设备进行构建,使该嵌入式系统硬件结构、功能特点、资源占用等方面全面满足用户系统设计的要求。

3)基于HardCopy技术的应用。这种SOPC系统是指将成功实现于FPGA器件上的SOPC系统通过特定的技术直接向ASIC转化。把大容量FPGA的灵活性和ASIC的市场优势结合起来,实现对于有较大批量要求并对成本敏感的电子产品,避开了直接设计ASIC的困难。


SOPC的前景

SOPC是PLDASIC技术融合的结果,目前0.13微米的ASIC产品制造价格仍然相当昂贵,相反,集成了硬核软核CPUDSP存储器外围I/O可编程逻辑的SOPC芯片在应用的灵活性和价格上有极大的优势。SOPC被称为“半导体产业的未来”。

 

利用QuartusII7.3建立SOPC(针对基于基于NiosII的SOPC系统)的简单流程

       完整的基于NiosII的SOPC系统是一个软硬件复合的系统,因此在设计时可分为硬件和软件两部分。NiosII的硬件设计是为了定制合适的CPU外设,在SOPCBuiderQuartusII中完成。在这里可以灵活定制NiosII CPU的许多特性甚至指令,可使用Altera公司提供的大量IP核来加快开发NiosII外设的速度,提高外设性能,也可以使用第三方的IP核VHDL来自行定制外设。完成NiosII的硬件开发后,SOPCBuider可自动生成与自定义的NiosIICPU外设系统存储器外设地址映射等相应的软件开发包SDK,在生成的SDK基础上,进入软件开发流程。用户可使用汇编或C,甚至C++来进行嵌入式程序设计,使用GNU工具或其它第三方工具进行程序的编译连接以及调试

       第一步打开QuartusII软件,点击tool按键

      第二步点击用红色标记的SOPCBuilderSOPC

 

      

 

 

 

 

 

      

 第三步定制CPU

SOPC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第四步:完成并下载之nios电路板中

 

现在市场上Altera公司支持SOPC的FPGA芯片有
1)Cyclone系列
2)CycloneII系列
3)CycloneIII系列
4)Stratix系列
5)StratixII系列
6)StratixIII系列

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(尤其在法律、医学等领域),建议您咨询相关领域专业人士。

标签: SOPC

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更新时间 : 2009-02-20

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