使用soc方案的好处
(一) 单片机的无线化和无线网络化大趋势
作者无线
2006年4月26日
关键词：无线单片机 ZIGBEE 802.15.4 CC2430
芯片巨人TI公司收购无线单片机的先锋CHIPCON公司后，推出了全新概念的新一代ZIGBEE无线单片机 CC2430/CC2431系列和短距离通讯的新一代无线单片机CC2510/CC1110系列，这些以经典8051微处理器为内核无线单片机，也称“射频SoC(片上系统)”，以其优异的无线性能，超低功耗，超低成本，在单片机技术领域，开创了单片机无线化和无线网络化的全新时代，采用这些新型无线单片机，进行无线通讯，RFID，无线数传产品等产品设计，是开发低成本、低功耗单片机应用产品的非常理想方案。
以CC2430为代表的新一代射频SoC(片上系统)的特点是：
1/专门的设计，将全部的zigbee/802.15.4 需要的高频部分电路全部集成到了电路内部，从无线单片机到天线之间，只有3-5个 0603的普通零件，系统设计者完成不必需要任何高频方面的经验；
2/采用特殊设计，使8051微处理器和高频线路间，实现完美的配合，数字电路对高频通讯的影响减低到最小(因为对于非常微小高频信号而言，8051就是一个很大的数字噪声源)；
3/将高速8051微处理器，32K 到128K闪存，8k SRAM多种外围电路，A/D，RTC和CC2420无线芯片等全部设计成一只非常小的芯片(48脚 7X7平方毫米大小)，真正实现了单片机的无线化，微型化，使采用这类单片机的产品可以做成微型遥控器，信用卡一样薄的微型卡片，RFID长距离卡片，能置入人体的微型传感器等等；
4/无线通讯中的需要的大量软件处理，包括纠错，防止空气中包装碰撞，IEEE 802.15.4标准通讯协议处理，网络路由，多种网络拓扑等等，都可以象“搭积木”一样，轻易放入无线单片机内部存储器中间去，由于CC2430这样的新一代无线单片机具有较大的存储空间，以CC2430-F128 为例，如果将IEEE 802.15.4的协议软件放进去，大概只需要1/4存储空间，将完整ZIGBEE 无线网络协议栈放入进去，也只需要1/2空间，我们还有足够空间存储我们的应用代码；
5/功耗非常低，CC2430无线单片机待机是电流消耗仅0.2UA, 在32K晶体时钟下运行，电流消耗小于1UA；使用小型电池寿命可以长达10年；
6/价格非常低： CC2430分别包括高速8051内核，ZIGBEE RF硬件部分，8K SRAM,128K/64K/32K 闪存，大量购买的分别是 4美元到 2美元；而更加简化的CC2510/CC1100，价格会更低；从目前情况看，由于高频部分的硅成本非常低，加上非常大的生产数量，所以RF+MCU的总体价格，可能会低于普通常见8051单片机的价格；
从以上的这些特点我们看到了单片机无线化，无线网络化的大趋势，对于准备学习使用无线技术的广大单片机工程师和电子工程师而言，这是一个大好的消息，因为，从有线到无线的技术过渡中，将不再需要重新学习和熟悉单片机的结构/指令系统/编译开发工具；而直接快速进入无线产品开发的实践中去；
(二) 8051的单片机，装上802.15.4标准和zigbee 智慧
作者无线
2006年4月26日
关键词：无线单片机 ZIGBEE 802.15.4 CC2430
作为8051兼容的无线单片机第一代产品的代表是chipcon 公司的cc1010, Nordic 公司的nRF24E1/nRF9E5。推出的时间是2004年；分别工作在300-1000mhz/2.4GHZ频道；价格在30-50人民币/每片左右；这些无线单片机由于工作可靠，技术成熟，软件丰富，所以这几年获得了非常广泛的应用，对于一般的点到点，点到多点，无线数传，和各种类似无线键盘，无线摇杆，简单遥控器，无线抄表等应用和学习无线通讯知识，教学实验等，直到今天应该仍然是很好的选择；
无线通讯(我们这里主要指短距离无线通讯和嵌入式无线通讯)的发展，需要将更多的节点通过无线联系起来，包括各种传感器网络，无线实时定位网络，射频识别网络，数字家庭网络，安全监视网络等等，这就需要解决两方面的问题：无线通讯的标准化和网络拓扑管理。
网络标准化，通俗而言就是网络节点的互通性，各种不同功能的无线网络节点需要能相互交流，相互认识，举例而言，为来家庭中，各种家电将装有无线功能，汇集成一个互通的无线网络，冰箱可能是日本的，电视是中国造，烟雾报警器可能来自美国，所有的家电通过无线汇集到家庭网关，必须要可以相互认识，才可以进行无线数据通讯，这就需要一个所有制造厂家可以遵循的标准，目前这个标准就是IEEE 802.15.4，一个专门针对这类应用的国际标准；
网络拓扑管理，主要是建立在IEEE 802.15.4之上的网络层，包括各种网络的形态，无线网络节点可以象一个星状连接，也可以象一个葡萄串一样，串在一起，也可以象一张大网，相互连接，相互间可以从任意节点间进行通讯；这就需要在网络层能相互兼容，这就有了zigbee, ---- 一套标准化的网络层协议规范；
802.15.4标准和zigbee网络，已经是当今世界的技术热点，你可以在网上发现数量巨大相关信息，也可以方便的学习到这方面知识；
实现网络的标准化，管理越来越复杂的无线网络，需要有大量的软件代码来实现，也需要对无线通讯的技术的精通和大量的人力物力投入来进行开发，决非那家公司可以独自包揽，自己来完成，所以 802.15.4标准和zigbee网络实现的代码，都是由国际标准组织和ZIGBEE联盟这样的机构协助组织完成的，然后以软件库，源代码库的方式提供给用户，由用户可以进行高层调用，用户加上自己的应用程序，固化到单片机中实现的；
而新一代无线单片机(象CC2430)，就是具体了全部 802.15.4标准和zigbee无线网络结构的8051单片机，当你用USB 接口连接上cc2430仿真器，(好消息，这种仿真器目前已经有国产现货了,关键词：无线单片机)接上你的CC2430电路板，在IAR IDE调试环境上，装上 802.15.4标准和zigbee网络现成软件项目文件(包括 802.15.4标准和zigbee网络库文件，表演软件等)，编译，下载，然后运行，几秒种的时间，敲几下按键，一切OK，神奇无比的 802.15.4标准和zigbee网络，(数万行C51语言写成的代码，组成的软件)就在你的弹指一挥间，被你驾驭了：
需要将节点加入无线网络吗？调用“加入网络”功能就可以了；
需要传输数据吗？数据送送入指定的缓冲区，调用需要“发送数据”功能，你立刻会知道你的数据是否发送成功，无线信号强度是多少……
需要将数据透过其他节点，向下跳棋一样，传输到远方的无线节点吗？指定节点的名字，准备好数据，调用“网状网络拓扑的数据传输”功能，数据就自动通过墙壁，绕过天花板，从一楼到10楼，将数据自动传输到最远端的无线节点，同时，不到一秒时间，你可以得到回应“数据安全送到了！！”…
听起来好象不可能，但这正是 802.15.4标准和zigbee无线单片机带给你的，今天就可以在你手中实现的实实在在的现实场境；
面对这样的场境，我们会感慨万千，这不正是电子工程师们多年来的“将一切用无线连接起来的”的梦想吗？在办公室，复印机坏了，这边你正着急，那边该公司的服务人员已经赶到了现场，为什么这么快？复印机内的无线节点早就将故障的部分，维修需要的零件自动传输到了服务的公司；家里的地上管道漏水了，你并不在家，但无线传感器迅速知道了情况，一边自动通知无线水表关闭进水阀门，一边发出短信，通知主人，这里出了什么问题……
802.15.4标准和zigbee技术和8051无线单片机的结合，给单片机技术，带来了一场全新的革命，由此而产生的巨大市场和广泛的应用，是我们每个电子工程师都应该关注的；
(三) 投身无线单片机的大潮，你需要的“船”和“桥”
作者无线
2006年4月26日
关键词：无线单片机 ZIGBEE 802.15.4 CC2430
高频无线技术，单片机技术，C51编程，无线传感器技术，无线网络技术都属于实验技术和实用技术，具体的掌握这些技术，都需要实际的动手，通过编程序，实际调试，实际电路板，现场测试分析等，来真正了解技术的核心，来具备实际的经验；
基本而言，你需要一套实际的系统，该系统可以在你的实验室，也可以在你家里，无论是化你老板的“银子”，还是你自己为未来进行技术投资而“自掏腰包”，这将根据你的目标，实际起步的水平，而有很大的不同。当然，越是高级的
系统，使用会越简单，但价格也会越不低；俗话说“舍不得孩子套不着狼”，如果你决心要尽快掌握最先进的无线技术，化几千银子也是值得的事情；许多电子工程师/单片机工程师在熟悉8位单片及技术后，开始自己学习ARM等32位单片机技术，也自己花费多达几千人民币购买ARM开发工具，在家建立自己的ARM开发平台；其实，从上面的讨论我们可以看出：从电子/单片机技术发展的眼光来，单片机从8位到32位的的发展，主要是在运行速度上的量的改变，而单片机的无线化和无线网络化集成，才是单片机在质的方面的飞跃，如果讲到单片机工程师应该朝那方面进一步发展的话，学无线比学ARM更重要，更紧迫；
从知识准备来讲，可以直接读无线单片机的各种数据手册，也可以看看有没有象《无线通讯的入门和实战》这样类似的无线通俗读物，可惜目前这类实用的无线书籍太少了，希望我们的大学教授们，多出一些实用的书籍，目前书店的无线类书籍大多是理论，各种复杂的计算公式，让人看起来非常吃力。但如何去象开发单片机一样，实实在在的做程序，做电路板，去调试。测试，最后做一个实际的无线产品，在这些书籍中很难发现，而这才是我们电子工程师最需要的东西；
从硬件上讲，建立这个实验室需要的必须条件是：
1/一台PC机，能运行WINDOWS XP，任何中文/英文板本，
40G以上的硬盘，普通光盘驱动器，USB口，速度800M以上就可以工作；
不必很新的电脑，一台旧电脑工作也没有问题；
2/一台C51 cc2430无线单片机开发系统，这也是目前是市面上唯一可以买到地地道道的高质量国产货(你可以立即买到现货，关键词：无线单片机)，在今天这个信息时代，无线开发系统也不再只是“老外”们的专利，地处西部的成都无线？通讯科技公司，在CC2430芯片实际上市之日，同步完成了全部开发系统的设计工作，而且同时提供全部802.15.4标准和zigbee网络库文件/C51源代码，价格低于国外同类产品；
你只要将开发系统C51-3实时在线仿真器通过USB接口直接连接到你的电脑，同时，通过10线仿真电缆连接到CC2430ZIGBEE无线单片及目标板,(C51-3开发系统随开发系统提供了两个经过全部高频测试的CC2430无线目标模块)就方便的完成了连接；无需其他的直流电源；
3/ IAR 7.20 以上C51开发环境；
该开发平台非常类似KELL的开发平台，如果你熟悉KELL的C51开发平台，你应该非常容易去使用和非常喜欢这个功能强大的类似的IDE/DEBUG平台；
4/一个万用表，
当你完成连接后，你已经拥有了自己的无线网络产品开发平台，采用这个平台，你可以在家使用cc2430系列zigbee 无线单片机(如果你选择c51-3)开发许多带有无线网络功能的无线产品；你完全不用去考虑这是工作在2.4Ghz的高频产品，只要你会8051,你就可以在这个无线平台上，自由飞翔，开发你希望的无线产品；采用这个低价格的开发系统，你照样可以开发出国外在价值几十万的无线网络实验室里开发的，同样功能的高级无线通讯产品；
当然，这只是一个基本的平台，如果你有条件，你可以选择下面的配备：
5/ Protel 99 等电路板设计软件，设计你自己的电路板；
6/一台示波器，观查微处理器的低频数字信号；
7/低成本的C51-3-F 型 ZIGBEE/802.15.4无线协议分析仪器，该协议分析仪和国外专业ZIGBEE/802.15.4无线协议分析仪器相同，采用USB高速连接PC，可以方便/快捷观察在空气中间传输的无线数据包装，使你的无线网络调试/测试更加方便，而价格只有国外同类产品的1/10；
SOC设计方法与实现
关于对 《SoC设计方法与实现》的一点认识 '
| 目录 摘要 (3) 一 SoC概述 (3) 二SoC设计现状 (4) 1 芯核的设计流程 (7) 2 软硬件协同设计的流程 (8) 3 Soc的系统级设计流程 (8) 三 SoC发展的现状 (10) （ 1 SoC在中国发展的现状 (10) 2 国外ＳＯＣ的发展现状 (11) 四SOC的未来发展趋势 (12) ;
\ 摘要 通过将近四周的学习,我已经对SoC有了一些基本的认识。在任课教师的指导下，我完成了此篇论文。本文主要从什么是SoC ,SoC 有什么用途，SoC的设计，SOC发展的现状和未来趋势这五个方面来简单论述的，在论述的过程中查阅了一部分文献资料，并且兼顾含有了集成电路的相关知识。 关键词 SoC 用途发展趋势 一 SoC概述 \ 随着集成电路1技术进入新的阶段，市场开始转向追求体积更小、成本更低、功耗更少的产品，因此出现了将多个甚至整个系统集成在一个芯片2上的产品––系统芯片（system on a chip,SoC）。系统芯片将原来由多个芯片完成的功能，集中到单个芯片中完成。更具体地说，它在单一硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能，或者说在单一硅芯片上集成了数字电路、模拟电路、信号采集、 1 1952年5月，英国皇家研究所的达默就在美国工程师协会举办的座谈会第一次提到了集成电路的设想。他说：“可以想象，随着晶体管和半导体工业的发展，电子设备可以在一块固体块上实现，而不需要外部的连接线。这块电路将有绝缘层、导体和具有整流放大作用的半导体等材料组成”，这就是最早的集成电路的概念。 2通常所说的“芯片”是指集成电路，它是微电子产业的主要产品。
SOC的软硬件协同设计方法和技术
SOC的软硬件协同设计方法和技术 摘要： 随着嵌入式系统与微电子技术的飞速发展，硬件的集成度越来越高，这使得将CPU、存储器和I/O设备集成到一个硅片上成为可能，SOC应运而生，并以其集成度高、可靠性好、产品问世周期短等特点逐步成为当前嵌入式系统设计技术的主流。传统的嵌入式系统设计开发方法无法满足Soc设计的特殊要求，这给系统设计人员带来了巨大的挑战和机遇，因此针对Soc的设计方法学己经成为当前研究的热点课题。 论文首先分析了嵌入式系统设计的发展趋势，论述了传统设计开发方法和工具的局限性，针对Soc设计技术的特点探究了Soc软硬件协同设计方法的流程，并讨论了目前软硬件协同设计的现状。 关键词: 软硬件协同设计，可重用设计，SOC 背景： 计算机从1946年诞生以来，经历了一个快速发展的过程，现在的计算机没有变成科幻片电影中那样贪婪、庞大的怪物，而是变得小巧玲珑、无处不在，它们藏身在任何地方，又消失在所有地方，功能强大，却又无影无踪，这就是嵌入式系统。嵌入式系统是以应用为中心、计算机技术为基础、软件硬件可剪裁、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是将先进的计算机技术、微电子技术和现代电子系统技术与各个行业的具体应用相结合的产物，这一点决定了它必然是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。嵌入式系纫‘泛应用于国民经济和国防建设的各个领域，发展非常迅速，调查数据表明，嵌入式系统的增长为每年18%，大约是整个信息技术产业平均增长的两倍[1]，目前世界上大约有2亿台通用计算机,而嵌入式处理器大约60亿个，嵌入式系统产业是二十一世纪信息产业的重要增长点。 随着集成电路制造工艺的飞速发展，嵌入式系统硬件的集成度越来越高，这使得将嵌入式微处理器、存储器、I/O设备等硬件组成部件集成到单个芯片上成为可能，片上系统SoC (System on Chip)应运而生[2]。SOC极大地缩小了系统体积；减少了板级系统SoB(System on Board)中芯片与芯片之间的互连延迟，从而提高了系统的性能; 强调设计重用思想，提高了设计效率，缩短了设计周期，减少了产品的上市时间。因此SOC以其集成度高、体积小、功耗少、可靠性好、产品问世周期短等优点得到了越来越广泛地应用，并且正在逐渐成为当前嵌入式系统设计的主流技术[3]。但Soc设计不同于传统嵌入式系统的开发，如何快速、有效地开发和设计Soc产品是当前嵌入式设计开发方法学的一个十分重要的研究领
基于ARM的SoC设计入门.
基于ARM的SoC设计入门 2005-12-27 来源:电子工程专辑阅读次数: 1033 作者:蒋燕波 我们跳过所有对ARM介绍性的描述，直接进入工程师们最关心的问题。 要设计一个基于ARM的SoC，我们首先要了解一个基于ARM的SoC的结构。图1是一个典型的SoC的结构：
图1 从图1我们可以了解这个的SoC的基本构成： ARM core：ARM966E
?AMBA 总线：AHB+APB ?外设IP(Peripheral IPs)：VIC(Vector Interrupt Controller), DMA, UART, RTC, SSP, WDT ?Memory blocks：SRAM, FLASH ?模拟IP：ADC, PLL 如果公司已经决定要开始进行一个基于ARM的SoC的设计，我们将会面临一系列与这些基本构成相关的问题，在下面的篇幅中，我们尝试讨论这些问题。 1. 我们应该选择那种内核？ 的确，ARM为我们提供了非常多的选择，从下面的表-1中我们可以看到各种不同ARM内核的不同特点：
表1 ARM已经给出了基本的参考意见：
?如果您在开发嵌入式实时系统，例如汽车控制、工业控制或网络应用，则应该选择Embedded core。 ?如果您在开发以应用程序为主并要使用操作系统，例如Linux, Palm OS, Symbian OS 或Windows CE等等，则应选择Application core。 ?如果您在开发象Smart card，SIM卡或者POS机一样的需要安全保密的系统，则需要选择Secure Core。 举个例子，假如今天我们需要设计的是一个VoIP电话使用的SoC，由于这个应用不需要使用到操作系统，所以我们可以考虑使用没有MMU的内核。另外由于网络协议盏对实时性的要求较高，所以我们可以考虑ARM9系列的内核。又由于VoIP有语音编解码方面的需求，所以需要有DSP功能扩展的内核，所以ARM946E-S或ARM966E-S应该是比较合适的选择。 当然，在实际工作中的问题要比这个例子要复杂的多，比如在上一个例子中，我们也可以选择ARM7TDMI内核加一个DSP的解决方案，由ARM来完成系统控制以及网络协议盏的处理，由单独的DSP来完成语音编解码的功能。我们需要对比不同方案的面积，功耗和性能等方面的优缺点。同时我们还要考虑Cache size，TCM size，实际的内核工作频率等等相关问题，所以我们需要的一个能构快速建模的工具来帮助我们决定这些问题。现在的EDA工具为我们提供了这样的可能，例如Synopsys?的CCSS（CoCentric System Studio）以及Axys?公司的Maxsim?等工具都可以帮助我们实现快速建模，并在硬件还没有实现以前就可以提供一个软件的仿真平台，让我们在这个平台上进行软硬联仿，评估我们设想的硬件是否满足需求。 2.我们应该选择那种总线结构？ 在提供内核给我们的同时，ARM也提供了多种的总线结构。例如ASB，AHB，AHB lite，AXI等等，在定义使用何种总线的同时，我们还要评估到底怎样的总线频率才能满足我们的需求，而同时不会消耗过多的功耗和片上面积。这就是我们平时常说的Architecture Exploration的问题。 和上一个问题一样，这样的问题也需要我们使用快速建模的工具来帮我们作决定。通常，这些工具能为我们提供抽象级别很高的TLM（Transaction Level Models）模型来帮助我们建模，常用的IP在这些工具提供的库中都可以找到，例如各种ARM core，AHB/APB BFM（Bus Function Model），DMAC以及各种外设IP。这些工具和TLM模型提供了比RTL仿真快100～10000倍的软硬联仿性能，并提供系统的分析功能，如果系统架构不能满足需要，那么瓶颈在系统的什么地方，是否是内核速度不够？总线频率太低？Cache太小？还是中断响应开销太多？是否需要添加DMA？等等，诸如此类的问题，我们多可以在工具的帮助下解决。
SOC设计方法
SOC设计方法 时间：2011-01-13 19:02:31 来源：作者： 本文通过对集成电路IC技术发展现状的讨论和历史回顾,特别是通过对电子整机设计技术发展趋势的探讨,引入系统芯片（System on Chip,简称SOC）的定义,主要特点及其设计方法学等基本概念,并着重探讨面向SOC的新一代集成电路设计方法学的主要研究内容和发展趋势。 关键词：SOC 软硬件协同设计超深亚微米高层次综合IP核设计再利用引言 人类进入21世界面临的一个重要课题就是如何面对国民经济和社会发展信息化的挑战。以网络通信、软件和微电子为主要标志的信息产业的飞速发展既为我们提供了一个前所未有的发展机遇,也营造了一个难得的市场与产业环境。 集成电路作为电子工业乃至整个信息产业的基础得益于这一难得的机遇,呈现出快速发展的态势。以软硬件协同设计（Software/Hardware Co-Design）、具有知识产权的内核（IP核）复用和超深亚微米（Very Deep Sub-M集成电路ron,简称VDSM）技术为支撑的SOC是国际超大规模集成电路（VLSI）的发展趋势和新世纪集成电路的主流。 与此同时,集成电路设计技术的进步滞后于集成电路制造技术的进步已成为制约未来集成电路工业进一步健康发展的关键。传统的、基于标准单元库的设计方法已被证明不能胜任SOC的设计;现行的面向逻辑的集成电路设计方法在深亚微米集成电路设计中遇到了难以逾越的障碍;芯片设计涉及的领域不再局限于传统的半导体而且必须与整机系统结合;集成电路设计工程师们从来没有像今天这样迫切地需要汲取新知识,特别是有关整机系统的知识。所以尽快开展面向SOC的新一代集成电路设计方法学研究对于推动集成电路的发展是至关重要的。 回顾20世纪后半叶集成电路工业的历史,不难看出著名的MOORE（摩尔）定律一直在准确地描述着集成电路技术的发展。专家们普遍认为,在新的世纪中,这一著名定律仍将长期有效。尽管MOORE定律揭示的集成电路工艺技术的进步规律是那样的诱人,且其发展速度之高在现代社会是少有的,但是今天正在蓬勃发展的网络技术的进步相比（见图1）还是相形见绌,远远不能满足信息产业发展的要求。
SOC芯片介绍
关于SoC芯片设计技术 什么是SOC 随着设计与制造技术的发展，集成电路设计从晶体管的集成发展到逻辑门的集成，现在又发展到IP的集成，即SoC(System on a Chip)设计技术。SoC 可以有效地降低电子/信息系统产品的开发成本，缩短开发周期，提高产品的竞争力，是未来工业界将采用的最主要的产品开发方式。虽然SoC一词多年前就已出现，但到底什么是SoC则有各种不同的说法。在经过了多年的争论后，专家们就SoC的定义达成了一致意见。这个定义虽然不是非常严格，但明确地表明了SoC的特征： 实现复杂系统功能的VLSI； 采用超深亚微米工艺技术； 使用一个以上嵌入式CPU/数字信号处理器（DSP）； 外部可以对芯片进行编程； 怎样去理解 SoC中包含了微处理器/微控制器、存储器以及其他专用功能逻辑，但并不是包含了微处理器、存储器以及其他专用功能逻辑的芯片就是SoC。SoC技术被广泛认同的根本原因，并不在于SoC可以集成多少个晶体管，而在于SoC可以用较短时间被设计出来。这是SoC的主要价值所在——缩短产品的上市周期，因此，SoC更合理的定义为：SoC是在一个芯片上由于广泛使用预定制模块 IP(Intellectual Property)而得以快速开发的集成电路。从设计上来说，SoC就是一个通过设计复用达到高生产率的硬件软件协同设计的过程。从方法学的角度来看，SoC是一套极大规模集成电路的设计方法学，包括IP核可复用设计/测试方法及接口规范、系统芯片总线式集成设计方法学、系统芯片验证和测试方法学。SOC是一种设计理念，就是将各个可以集成在一起的模块集成到一个芯片上，他借鉴了软件的复用概念，也有了继承的概念。也可以说是包含了设计和测试等更多技术的一项新的设计技术。 SOC的一般构成