第四部分3：SoPC技术基础
SOPC复习资料
SOPC复习资料1.什么是SOC？什么是SOPC？两者有何区别？System on Chip的缩写，指在单片上集成系统级多元化的大规模功能块，从而构成一个能够处理各种信息的集成系统。
System-on-a-Programmable-Chip，即可编程片上系统。
用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，称作SOPC。
可编程片上系统（SOPC）是片上系统（SOC）的一种，即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能；其特点在与，它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件可编程的功能。
2.什么是IC,ASIC,SOC,SOPC?IC，即集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。
ASIC是Application Specific Integrated Circuit的英文缩写，在集成电路界被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。
一般说来, SoC称为系统级芯片,也有称片上系统,意指它是一个产品,是一个有专用目标的集成电路,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。
System-on-a-Programmable-Chip，即可编程片上系统。
用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，称作SOPC。
可编程片上系统（SOPC）是一种特殊的嵌入式系统：首先它是片上系统（SOC），即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能；其次，它是可编程系统，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可编程的功能。
3.SOPC和ARM、DSP各有什么特点？ARM处理器是目前应用较广的典型32位RISC处理器，和另外两种处理器相比，其特点在于集成功能模块多、在系统中的控制能力强，产品线丰富、开发工具成熟。
DSP处理器转为数字信号处理而设计，在芯片的硬件设计中已经加入了对数字信号常用算法的支持和优化，相对ARM处理器，其控制功能较差。
SOP基础知识培训教材PPT课件
但是你到上海叫个菜试试看，你问她这是什么？好吃！好吃啊！那你吃吧！这就是五 颗星与四颗星最大的区别。 你想想看，五颗星是这样子好拿的吗？多的那颗心差的 就在这节骨眼上，就是这种细节，所以他跟别人不一样。他就有这个本事在见到你的 时候，叫出你的姓。 别的酒店就是做不到，这个就是他跟人家的区别。你认为这种 东西真的很难吗？这就是细节，所以SOP就是细节，规范那些小小的地方。
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SOP基础知识培训教材
关于SOP建设的经典案例(3)
清朝紫禁城里面是一点声音都没有的。因为完全凭SOP作业，虽然他们并没有这个 名字。
慈禧太后吃完饭的时候，如果太监走过来说：老佛爷，你用完了吗？啪一个耳光就 打上去，你还用问吗？SOP！对吗？
西太后筷子，如果是直的摆，表示还要继续吃，如果横得往前推，表示吃完了，就 这么一个记号。 大太监一看就出去，把左手拿起来，中指和食指合并，这就叫上 水。太后吃完饭要上水的，水上去，一个银盆，中间漂着六片莲花。太后一漱完口， 大太监又出去了，上荷，早上喝龙井，中午碧螺春，晚上吃普洱，分得非常清楚。 太后中午喝什么茶，问都不用问，统统按SOP，他的茶盖如果是虚掩着的表示还要 继续喝。掀起来，斜靠在旁边，表示喝晚了。大太监一看又出去了，上烟！太后吃 完了要抽水烟袋的，上烟的要从她右边绕过去，跪在烟点的方向，给她擦火。
*SOP能使我们更自信！
*标准是一种誓约，是一种质量要求，使优秀的人引发自尊！
12 SOP基础知识培训教材
讨论：如何做到紫光数码最好的 SOP?
对SOP的一些错误理解
× 只有操作员才有SOP，拉线很难进行SOP管理。 × SOP会阻碍工作的灵活性，导致工作效率降低。 × 一些创新性的工作(比如设计，创作)不能用SOP。 × 有了SOP就是进入了SOP管理模式。 × SOP是主管们的事情，员工只要执行就行了。 × SOP是工程部门的事情，生产部只要执行就行了。 × SOP和流程是一回事，有了SOP就能管好一切。
SOPC_SOPC设计初步
4.2 SOPC设计流程 设计流程
SOPC设计 设计
SOPC（可编程片上系统）设计包括：
– –
以NiosⅡ软核处理器为核心的硬件配置和设计； IDE环境的软件设计和调试．
SOPC的开发流程包括２个方面：
– –
基于QuartusⅡ/SOPC Builder的硬件设计； 基于Nios IDE的软件设计．
使用SOPC Builder创建 创建NiosⅡ系统 第二步 使用 创建 Ⅱ
在Cache & Tightly Coupled Memories 选项中 指定指令Cache 为1kBytes，不使用数据 Cache。 JTAG Debug Module 选项卡。选择“Level 2”，支持软件断点调试。
使用NiosⅡ IDE建立用户程序 第四步 使用 Ⅱ 建立用户程序
选择“File” →“New” →“File” 打开新建文件对 话框，输入C语言程序文件名。 在右侧的文本编辑窗口中编写程序，然后保存。
使用NiosⅡ IDE建立用户程序 第四步 使用 Ⅱ 建立用户程序
选择“Project” →“Build Project”进行编译连接 工程。
Nios
2000年，Altera发布了通用嵌入式处理器软核 Nios，基于RISC技术，500MIPS，16位指令 集，5级流水，16/32位数据通道； 2003年3月， Altera推出了Nios的升级版 Nios3.0，有16位和32位两个版本，均使用16 位指令集，区别在于系统总线带宽不同。
集成NiosⅡ系统到 第三步 集成 Ⅱ系统到QuartusⅡ工程 Ⅱ
打开Quartus II软件，在我们已经建立好的顶 层文件中添加设计好的Nios II 系统。
集成NiosⅡ系统到 第三步 集成 Ⅱ系统到QuartusⅡ工程 Ⅱ
SOPC嵌入式系统基础教程
阿SOPC嵌入式系统基础教程作者:周立功∙市场价：¥32.00∙全场购物免配送费！∙目前无货，欢迎选购其他类似产品。
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E-Mail：此地址不会被用于非法的宣传目的为该商品打分以改善“为我推荐”登陆为该商品打分已经有了基本信息·出版社：北京航空航天大学出版社·页码：353 页·出版日期：2006年11月·ISBN：7810779029·条形码：9787810779029·包装版本：第1版·装帧：平装·开本：16·正文语种：中文产品信息有问题吗？请帮我们更新产品信息。
内容简介《SOPC嵌入式系统基础教程》为《SOPC嵌入式开发系列教程》的理论教材，介绍了在嵌入式系统中日益广泛应用的SOPC技术基础知识。
主要以Altera公司的技术资料为基础，加之作者的实践及理解，全面、深入浅出地介绍了SOPC技术。
全书分为3部分：第1、3、4章为基础部分，主要介绍SOPC技术、Nios Ⅱ处理器的体系结构、Nios Ⅱ处理器的常用外设；第2、5、6章为应用部分，重点介绍SOPC开发流程、FPGA配置、Flash编程、软件开发等；第7、8、9章为提高部分，主要介绍Avalon接口规范、SOPC深入设计、混合语言编程等。
《SOPC嵌入式系统基础教程》可作为高等院校电子工程、计算机、微电子、通信、自动控制等相关专业SOPC嵌入式系统课程的理论教材，也可作为从事SOPC嵌入式系统应用开发工程师的参考资料。
SOPC技术定义
SOPCSystem-on-a-Programmable-Chip即可编程片上系统用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，称作SOPC。
可编程片上系统（S OPC）是一种特殊的嵌入式系统：首先它是片上系统（SOC），即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能；其次，它是可编程系统，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可编程的功能。
SOPC的特点SOPC结合了SOC和PLD、FPGA各自的优点，一般具备以下基本特征：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IP Core资源可供选择；足够的片上可编程逻辑资源；处理器调试接口和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，除了以处理器和实时多任务操作系统（RTOS）为中心的软件设计技术、以PCB和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，如：逻辑分析仪和数字示波器，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公司的片内逻辑分析仪Chip Sco pe ILA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：NIOS II核等。
用户可以根据设计的要求，利用相应的EDA工具，对N IOS II及其外围设备进行构建，使该嵌入式系统在硬件结构、功能特点、资源占用等方面全面满足用户系统设计的要求。
SOPC技术概论
Special Integrated
Circuit ）：专用集成电路。
通用集成电路：FPGA、CPLD等。 SOC：属于专用集成电路。
1.SOC
SOC（System On a Chip）称为片上系统， 它是指将一个完整产品的功能集成在一个芯片上或 芯片组上。SOC中可包括微处理器CPU、数字信号 处理器DSP、存储器（ROM、RAM、Flash等）、 总线和总线控制器、外围设备接口等，还可以包括 数模混合电路（放大器、比较器、A/D和D/A转换器、 锁相环等），甚至传感器、微机电和微光电单元。
SOC存在的问题：
SOC初衷很好，但现实中却缺乏好的解决方案。由于是 基于ASIC实现SOC系统，设计周期长、费用高昂、成功率 不高而且产品不能修改，显得系统的灵活性差，往往使得学 术科研机构、中小企业难以承受。
1. 2 基本概念
2.SOPC（System On a Programmable Chip）
1. 3 Nios II软核简介
1. 3 Nios II软核简介
一. 可定制性 采用Nios II处理器，开发者将不会局限于预先制造的 处理器技术，而是根据自己的标准定制处理器; 按照需要选择合适的外设、存储器和接口。 用户可以轻松集成自己专有的功能，使设计具有独特 的竞争优势。
（1）Nios II的可定制性 Nios II具有完全可定制和重新配置特性，所实现的产 品可满足现在和今后的需求。Nios II处理器系列包括三种 内核——快速（Nios II/f）、标准（Nios II/s）和经济型 （Nios II/e），每一型号都针对价格和性能范围进行了优 化。 所有这些内核共享32位指令集体系，与二进制代码 100％兼容。
1. 2 基本概念
最新课件sop基础知识培训(ppt)
SOP的更新和维护流程
更新流程：根据实际工作需要，由专业团队负责更新SOP，确保与实际工作相符 维护流程：定期对SOP进行审查和维护，确保其完整性和准确性 审批流程：更新和维护后的SOP需经过上级审批，确保符合公司标准 存储流程：审批通过的SOP需存储在专门的存储系统中，方便员工随时查阅
03
SOP的审核和批准流程
审核流程：由起 草SOP人员将 SOP提交至部门 负责人审核，审 核通过后提交至 质量管理部门进 行审核，最后提 交至公司领导审 批。
批准流程：公司 领导审批通过后， 由质量管理部门 负责人签字生效。
注意事项：审核 和批准流程中需 对SOP进行严格 把关，确保SOP 的内容符合公司 规定和相关法规 要求。
互动课程：强调参与和互动，设置小组讨论、角色扮演等环节，提高学员的积极性和参与度。
在线课程：利用多媒体技术，将课程内容制作成视频、音频、动画等形式，方便学员随时随地 学习。
04
SOP基础知识总结 和展望
SOP基础知识重点回顾
SOP的概念及作用 SOP的编写原则和方法 SOP的执行流程和注意事项 SOP的优化和改进方向
培训师资力量和教学资源
培训师：具有多年SOP培训经验的专业培训师 培训内容：针对不同岗位的SOP培训，包括理论和实践操作 培训方式：PPT讲解、案例分析、角色扮演等多种方式 教学资源：提供相关SOP培训教材、PPT、视频等学习资料
感谢观看
汇报人：WPS
培训内容：培训 过程中需对SOP 的审核和批准流 程进行详细讲解， 确保参与培训的 人员了解并熟悉 该流程。
SOP的执行和监督流程
执行步骤：明确 职责、分配任务、 实施操作、检查 确认
监督流程：制定 计划、执行监控、 异常处理、持续 改进
sopc的技术方案
以我给的标题写文档，最低1503字，要求以Markdown 文本格式输出，不要带图片，标题为：sopc的技术方案# SOPC的技术方案## 1. 简介系统级片上系统（System-on-a-Chip, SOC）是将多个不同类型的硬件功能集成在一个芯片上的技术。
可编程逻辑器件（Programmable Logic Device, PLD）也得以发展，最终演变为可编程系统单片（System-on-Programmable Chip, SOPC）。
SOPC是一种集成了处理器核、外设和可编程逻辑资源的芯片。
本文将介绍SOPC的技术方案，包括其核心概念、设计流程和应用领域。
## 2. 核心概念### 2.1 可编程逻辑资源SOPC的核心是可编程逻辑资源，通常是通过可编程逻辑器件（如FPGA）实现的，用于实现不同的硬件功能。
可编程逻辑资源包括逻辑门、寄存器、复杂的算术逻辑单元（Complex Arithmetic Logic Unit, ALU）等，可以通过编程方式重新配置其功能和连接关系。
### 2.2 处理器核SOPC通常包含一个或多个处理器核，用于执行软件程序。
处理器核能够与可编程逻辑资源进行通信，并与外围设备进行交互。
处理器核有不同的架构和性能，常见的例子包括ARM Cortex-M系列和Intel x86系列。
### 2.3 外围设备外围设备包括各种接口和控制器，用于与外部设备进行数据交换。
常见的外围设备有串行接口（UART）、并行接口、时钟管理模块、存储器控制器等。
## 3. 设计流程SOPC的设计流程包括以下几个关键步骤：1. **需求分析**：确定所需的功能和性能指标，包括处理器核选择、外设选择和可编程逻辑资源容量等。
2. **系统设计**：根据需求分析结果，进行系统框架设计和模块划分。
3. **硬件设计**：根据系统设计，实现硬件模块的详细设计，包括处理器核、外设和可编程逻辑资源的配置和连接。
第四讲 SOPC设计基础
电工电子科技创新中心Altera SOPC 解决方案 和 Nios II 简介基于FPGA的嵌入式系统设计电工电子科技创新中心定义• 什么是 SOPC 和 Nios II?– 片上可编程系统 – 软核处理器系统• NiosII 设计流程 (both hardware and software)– SOPC Builder – NiosII IDE – 设计和配置开发板基于FPGA的嵌入式系统设计电工电子科技创新中心问题: 如何减少花费、系统复杂性和功耗I/O CPU I/OI/O I/O I/OFlashSDRAMI/OFPGACPU DSPDSP解决方法：用可编程逻辑器件代替外部设备基于FPGA的嵌入式系统设计电工电子科技创新中心Nios II 处理器系统• • • • NiosII 处理核心 片上设备 片上存储器 片外设备和片外存储器接口Cache DebugAvalon Switch FabricNios II CPUUART GPIO Timer SPI SDRAM ControllerOn-Chip ROM On-Chip RAMFPGA基于FPGA的嵌入式系统设计所有功能集成在一片 Altera@ 的FPGA上电工电子科技创新中心典型 Nios II 系统结构Instr. Nios II CPU On-Chip Debug Core Data Address Decoder Interrupt Controller Wait State Generation Data in Multiplexer Off-Chip Software Trace Memory Master Arbitration Clock Domain Crossing Dynamic Bus Sizing Avalon Master/ Slave Port Interfaces UART 0 UART n Timer 0Timer nSPI 0SPI nGPIO 0GPIO nDMA 0DMA nMemory Interface Memory Interface User-Defined User-Defined Interface InterfaceAvalon Switch Fabric基于FPGA的嵌入式系统设计电工电子科技创新中心NiosII 设计流程基于FPGA的嵌入式系统设计电工电子科技创新中心Nios II 系统设计流程SOPC Builder GUI处理器库 外设模块库 配置Nios II处理器 选择并配置外设、 IP 用户自定义命令 IP 模块硬件开发连接各外设模块HDL 源文件 测试台软件开发Nios II IDEC 头文件 用户库函数 外设驱动 可执行代码编译生成系统硬件配置文件编译/分配引脚 调试验证JTAG、 串口、网口编译、连接、调试用户逻辑设计 其他IP模块用户代码 库函数Quartus II基于FPGA的嵌入式系统设计Altera FPGA片上调试操作系统GNU Tools电工电子科技创新中心FPGA 硬件设计流程- 用 Quartus II 和SOPC Builder综合FPGA 设计环境 建立简单的嵌入式子系统 - 通过简单的GUI (inc. Nios II processor and peripherals)添加组件•在Quartus II中创建FPGA 工程 •在SOPC Builder中建立嵌入式子系统 •在Quartus II中综合子系统•编译生成配置文件 •下载到FPGA开发板基于FPGA的嵌入式系统设计.sof / .pof file电工电子科技创新中心进入SOPC Builder• 新建工程 • 点击Tools->SOPC Builder 或点击快捷键基于FPGA的嵌入式系统设计电工电子科技创新中心进入SOPC Builder• 进入SOPC后给SOPC系统命名基于FPGA的嵌入式系统设计SOPC Builder –系统页面Altera, Partner & User Cores−处理器−存储器接口−外围设备−三态桥−硬件加速器−用户输入逻辑(如：用户自定义外设)Over 60 Cores AvailableTodaySOPC Builder –系统内容Component连接面板地址域中断优先级时钟域时钟域•通过逻辑自动插入时钟域•时钟域的数量–通过GUI对时钟添加、命名和管理标准和用户自定义外设•双击外设或者按Add…•建立嵌入式系统的地址域如：0x0插入包括NiosII 在内的外设0x0008000000x0010000000x000400000FlashOther PeripheralsSDRAMSystem Memory Space配置Nios II CPU 目前我们只配置CoreNios II、Caches andMemory Interfaces、JTAG Debug Module三部分，其他部分以后实际应用时需要在进行配置。
简单的sopc课程设计
简单的sopc课程设计一、教学目标本课程旨在通过SOPC（System on Programmable Chip）的基础知识教学，让学生掌握可编程逻辑器件的基本概念、系统设计和编程方法。
具体目标如下：•了解FPGA、ASIC等可编程逻辑器件的基本原理与特性。
•掌握SOPC的基本组成和系统结构。
•理解并应用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）进行简单的逻辑设计和系统集成。
•能够使用相关工具（如ModelSim、Quartus II等）进行程序设计和仿真。
•学会阅读和分析SOPC相关的原理图和编程文件。
•具备简单的SOPC系统搭建和调试能力。
情感态度价值观目标：•培养学生对电子技术和集成电路设计的兴趣，激发创新意识。
•增强学生团队合作和问题解决能力，为将来的深入学习打下基础。
二、教学内容本课程的教学内容将围绕SOPC的基本概念、硬件描述语言、系统设计和实践操作展开。
教学大纲安排如下：•第1-2课时：SOPC概述，介绍可编程逻辑器件的基本原理与特性。
•第3-4课时：硬件描述语言基础，学习VHDL或Verilog的基本语法和设计方法。
•第5-6课时：SOPC系统设计，通过案例学习如何完成一个简单的SOPC系统设计。
•第7-8课时：SOPC工具使用，掌握ModelSim等工具的使用方法进行仿真和调试。
•第9-10课时：实践项目，学生分组完成一个SOPC设计项目，培养实际操作能力。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法相结合：•讲授法：用于讲解基础概念和理论。
•案例分析法：通过具体案例来讲解SOPC设计和调试过程。
•实验法：学生在实验室进行项目实践，增强动手能力。
•分组讨论法：鼓励学生在小组内共同解决问题，培养团队合作精神。
四、教学资源教学资源包括：•教材：《SOPC设计与实践》或等同等级的专业教材。
•多媒体资料：包括PPT课件、教学视频等。
•实验设备：配备FPGA开发板和相关的实验工具。
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第四部分：SoPC技术基础北京理工大学雷达技术研究所陈禾SoPC技术概述{SoPC是SoCz SoPC是可编程片上系统（System onProgrammable Chip）,首先它是SoC，即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能；其次，它是可编程系统，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可编程的功能。
z SoPC设计技术实际上涵盖了嵌入式系统设计技术的全部内容，除了以处理器和RTOS为中心的软件设计技术、以PCB和信号完整性分析为基础的高速电路设计技术以外，SoPC还涉及目前已引起普遍关注的软硬件协同设计技术。
SoPC是SoC设计方法的革命{以往的SoC设计依赖于固定的ASIC。
其设计方法通常采用全定制和半定制电路设计方法，开发周期变长，开发费用。
{SoC的设计往往会包含处理器模块，从而使其更加复杂。
如果包含多个处理器构成并行处理系统的话，复杂程度还会进一步增加。
这时，这些处理器的强大功能和高速运算将使得集成后的模块验证非常复杂。
此外，当SoC采用处理器后，嵌入式软件的设计也被集成到了SoC 的设计流程中，这就使得SoC的设计需要面临软件问题。
SoPC是SoC设计方法的革命{与ASIC比较起来，可编程逻辑器件(PLD)，尤其是平台级FPGA，设计起来灵活便捷，不仅性能、速度、连接具有优势，而且可以缩短上市时间。
现代平台级FPGA各自的优点，一般具备以下基本特征：z可以包含一个以上的嵌入式处理器IP核；z具有片内高速RAM资源和丰富的IP核资源可供灵活选择；z足够的片上可编程逻辑资源，可能还包含部分可编程模拟电路；z处理器调试接口和FPGA编程接口共用或并存；z单芯片、低功耗、微封装。
{在半导体领域中，FPGA呈现出一枝独秀的增长态势，越来越多地成为系统级芯片设计的首选。
SoPC的IP核资源{SoPC技术中以Nios和MicroBlaze为代表的RISC处理器软IP核、各种标准外设软硬IP核以及用户以HDL语言开发的逻辑部件可以最终综合到一片FPGA芯片中，实现真正的可编程片上系统。
z如Altera公司最新推出的NiosII可以嵌入到Altera 公司的StratixII、Stratix、Cyclone、CycloneII等系列可编程器件中，也可以订制为HardCopy芯片。
用户可以获得超过200DMIPS的性能，而只需花费不到35美分的逻辑的资源。
用户可以从三种规模的Nios处理器以及超过60个的IP核中选择所需要的，设计师可以以此来创建一个最适合他们需求的嵌入式系统。
SoPC的IP核资源{SoPC技术的另一个重要分支是嵌入硬核。
集高密度逻辑(FPGA)、存储器(SRAM)及嵌入式处理器(ARM/PPC)于单片可编程逻辑器件上，实现了高速度与编程能力的完美结合。
如Altera公司的EPXA10芯片内部集成了工作频率可达200MHZ的ARM922T 处理器、100万门可编程逻辑、3MB的内部RAM以及512个可编程I/O管脚，可以通过嵌入各种IP核实现多种标准工业接口，如PCI、USB等。
SoPC的IP核资源{可重用IP大量应用在SoPC的设计之中，基于应用需求、规范协议和行业标准的不同，IP Core的内容也是千差万别的。
除了购买使用现有的IP资源外，设计者可能还需要自己进行IP 的设计，一般地，为了使IP Core易于访问和易于集成，并具有良好的复用性，其设计必须严格按照“设计复用方法学(Reuse Methodology)”的要求，按照一定的规范和准则进行设计。
SoPC技术是SoC技术和FPGA技术的发展趋势{SoPC技术是PLD技术优势的一种新延伸，即用PLD技术，特别是FPGA技术把一个系统集成在单个硅片上。
现代高密度现场可编程逻辑器件FPGA，其设计性能及性价比已完全能够与ASIC抗衡。
Xilinx公司的高性价比FPGA产品Virtex-4和Spartan-3使得可编程片上系统SoPC的设计成为现实。
Pataguest公司预测，在今后5年内，SoPC市场将达30亿美元。
Alltera公司特别看好可编程SoC市场，认为SoPC是半导体产业的未来。
世界顶级PLD制造商如Xilinx，Altera，Atmel和Quick Logic等公司都已推出可编程SoC芯片。
SoPC技术是SoC技术和FPGA技术的发展趋势{同系统级芯片SoC设计比较而言，SoPC在缩短产品上市时间以及节省成本等方面的优势是非常明显的。
与此同时，SoC面向ASIC设计流程，而SoPC则面向可编程逻辑器件设计流程，因而SoPC具有最低的风险。
SoPC中的存储器总量可以是变化的，而在ASIC应用场合存储器总量则是固定不变的，因而修正SoPC设计错误的成本就要低得多，这种修改避免了SoC硅片的反复制造。
{由上面的叙述可以看出，FPGA以不断增加的逻辑密度、性能、特性和较低廉的器件成本进行竞争，必将推动SoC的设计进入片上可编程系统SoPC的新纪元。
SoPC开发环境介绍{在SoC设计中，一般都含有微处理器，必须有应用程序完成数字计算、信号处理变换、控制决策等功能。
因此，在设计的前期，需要进行软、硬件协同设计，以便确定哪些功能是由硬件完成的，哪些功能是由软件完成的，并且进行适当划分。
在设计的中后期，要进行软硬件协同验证，即把软硬件设计放到一个虚拟的集成环境中进行仿真验证，以便验证硬件的性能是否达到设计目标，软件功能是否实现设计要求。
SoPC开发环境介绍{根据SoC设计流程、SoPC自身的特点以及硬件协同设计的一般流程，可以把基于SoPC的系统芯片的集成设计环境归纳为三个层次。
这个集成环境是一种典型的软硬协同设计集成环境(或平台)，是由三个不同层次、不同功能的EDA集成设计环境组成。
下面结合Xilinx和Altera两大SoPC 厂商的开发工具对这三个层次进行说明系统级设计环境{第一层次是系统级设计环境，主要用于完成SoPC的系统级设计。
z首先，需要根据客户的要求，进行系统的功能定义和性能评估，以便确定系统规约。
z其次，根据已经确定的系统规约，应用系统级描述语言(C++或System C等)进行系统设计描述与设计验证，以便确定所定义的系统规格在功能上是否可以实现。
z再次，在证明了系统规约上可以实现后，进行系统软硬件功能划分，以便确定系统的哪些功能是由软件系统完成的、哪些功能是由硬件系统完成的、哪些功能需要软硬件协同完成，对于既可以通过软件系统完成也可以通过硬件系统完成的功能，需要进行性能与成本的评估。
系统级设计环境系统级设计环境{进行系统设计与验证可以使用各种权威的工具软件，如Cadence公司的viatual Component Co-Design（VCC）、Synopsys公司的CoCentric、Cadence公司的Processing Worksystem、Synopsys公司的COSSAP等。
{System-Generator和DSP-Builder分别是Xilinx和Altera公司的DSP系统生成工具，可以用来进行DSP算法的硬件设计实现。
DSP系统生成器提供了高性能的运行环境，可看成是Simulink的一个程序包，能自动把在Matlab和Simulink上生成的系统设计翻译成可靠的、可综合的和有效的硬件网表。
软硬件系统设计环境{第二层次的EDA集成设计环境是SoPC硬件系统和软件系统设计环境，主要用于完成SoPC的软硬件系统设计。
根据系统级设计中的功能划分，分别进行SoPC的硬件系统设计和软件系统设计，硬件系统设计和软件系统设计是并行进行的。
软硬件系统设计环境{硬件系统通常包括：z DSP系统生成器生成的硬件模块。
指由DSP Generator 或DSP Builde生成的硬件模块，一般是算法映射出来的纯粹的硬件模块，不运行软件。
在复杂设计方面，DSPGenerator和DSP Builder是利用可编程硬件逻辑实现数字信号处理算法的强大工具。
z处理器(CPU/DSP)硬件模块。
处理器硬件模块件指软件运行的硬件平台，用于运行系统软件或应用软件。
通常由厂家提供的嵌入式系统开发工具生成，如Xilinx的EDK和Altera的SOPC Builer。
z用户自定义硬件模块和其它IP模块。
前两种途径不能提供的功能，由用户自行使用HDL语言进行开发相应的硬件模块，或使用厂商提供的IP核实现。
{在软件系统设计中，通常使用SoPC厂商提供的软件集成开发工具，如Xilinx的EDK环境，Altera的NiosII环境和ARM的ADS或Realview环境，也会使用标准的GNU工具。
软硬件系统开发环境.系统调试与测试环境{第三层次是SoPC系统的调试与测试环境。
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，也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，使新的调试技术不断涌现出来，如Xilinx公司的片内逻辑分析仪Chip Scope Pro和Altera公司的SignalTapII。
调试测试环境SoPC开发环境介绍{综上所述，基于可编程片上系统(SoPC)的嵌人式系统集成设计环境是一个相当复杂的集成EDA开发环境。
常见的SoPC集成化EDA开发套件，如Alterra公司和Xilinx公司的工具套件，它们的集成化程度虽然较高，但也难以达到图所示的集成化程度。
因此，需要系统设计设计者根据现有的商用化EDA工具构建这样的集成设计环境。
相信在不久的将来，将会推出类似的集成EDA工具环境。
基于FPGA的IP设计技术概述{IP的含义与分类z IP（Intellectual Property）即知识产权。
在集成电路设计中，IP指可以重复使用的具有自主知识产权功能的集成电路设计模块。
基于IP的SoC设计具有易于增加新功能和缩短上市时间的显著特点，是IC设计当前乃至今后若干年的主流设计方式。
z按照设计层次的不同，IP核可以分为三种：软核（SoftCore）、固核（Firm Core）和硬核（Hard Core）。
{IP技术是针对可复用的设计而言的，其本质特征是功能模块的可复用性。
IP通常满足以下基本特征：一是通用性好，二是正确性有100%的保证，三是可移植性好。
IP核设计的理想目标是即插即用，但就目前来看，离这个目标还很远。
基于标准片上总线（OCB），具有标准接口是IP发展的方向。
软核（Soft Core）{软核只完成RTL级的行为设计，以HDL的方式提交使用。
该HDL描述在逻辑设计上做了一定优化，必须经过仿真验证，使用者可以用它综合出正确的门级网表。
{软核不依赖于实现工艺或实现技术，不受实现条件的限制，具有很大的灵活性和可复用性。