SoC的全稱為System on a Chip，即片上系統(tǒng)，SoC芯片最早從智能手機(jī)發(fā)展起來，通過將CPU、GPU、內(nèi)存、ISP、DSP、Codec等系統(tǒng)部件打包集成在一顆芯片內(nèi)，具有降低耗電量、減少體積、增加系統(tǒng)功能、提高速度、節(jié)省成本等特點(diǎn)。當(dāng)前，隨著智能化、電氣化的快速發(fā)展，而SoC芯片的地位越來越高，今天這篇文章就來聊一聊SoC設(shè)計(jì)應(yīng)該如何進(jìn)行。

首先，SoC設(shè)計(jì)是圍繞總線來開展設(shè)計(jì)的，SoC最需要掌握的核心知識(shí)點(diǎn)在于微機(jī)原理課程上面講的那些總線和接口的概念，比如說三總線，什么叫主(Master)什么叫從(Slave)，通過這些概念可以理解處理器如何通過總線把數(shù)據(jù)讀出、寫入，從而理解如何通過處理器對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)芯片加以控制和管理。

一、如何理解總線？

就是要搞明白主從模式的通信機(jī)制，處理器作為主機(jī)，是啟動(dòng)通信的一方。外部設(shè)備和電影上的存儲(chǔ)器作為從機(jī)器，是響應(yīng)主機(jī)啟動(dòng)的通信。在此基礎(chǔ)上，我們需要進(jìn)一步了解總線的時(shí)間順序，以及從在總線上啟動(dòng)通信到通信結(jié)束的整個(gè)過程。這樣，我們就可以理解如何通過軟件訪問特定的地址空間。

二、SoC如何實(shí)現(xiàn)IP核的集成：

為了實(shí)現(xiàn)IP核的集成，本質(zhì)上需要將數(shù)據(jù)寫入并讀取結(jié)果。也就是說，需要IP處理的數(shù)據(jù)可以某種方式輸入IP核，IP核處理后的結(jié)果可以通過某種方式讀取。如果IP本身有多種功能，則需要以特定的方式將需要完成的功能類型傳輸給IP核。如果結(jié)果完成，您還需要通過某種方式告知CPU目前的計(jì)算已經(jīng)結(jié)束。這些都需要通過寫入/讀取來實(shí)現(xiàn)。

三、SoC設(shè)計(jì)上 軟硬件協(xié)同如何解決：

這就要做好軟件和硬件IP核的任務(wù)劃分和規(guī)劃了。一般說來，用處理器執(zhí)行的軟件部分適合完成調(diào)度、決策、判斷等管理性質(zhì)的任務(wù)，而硬件IP核適合完成比較規(guī)整的運(yùn)算任務(wù)。而在軟硬件的劃分邊緣，就要設(shè)置合理的寄存器組來傳遞信號(hào)和數(shù)據(jù)。

例如，我們要實(shí)現(xiàn)一個(gè)快速計(jì)算三角函數(shù)的電路。那就需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)Cordic算法的硬件計(jì)算單元。但僅僅實(shí)現(xiàn)這個(gè)硬件單元還不夠，還需要編寫一段軟件代碼把外部讀取的運(yùn)算數(shù)據(jù)送進(jìn)去、設(shè)置需要完成的計(jì)算(Cos/Sin等)、在運(yùn)算完成以后把計(jì)算的結(jié)果讀出。而在這個(gè)過程中還要有必要的握手、聯(lián)絡(luò)過程?？梢砸揽砍绦虿樵兊姆绞絹硗瓿?，也可以依靠中斷的方式完成。