SOC與單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展

陳復(fù)興

摘 要 隨著時代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷更新，單片機(jī)成為了現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)的核心之一。本文主要從SOC技術(shù)的相關(guān)設(shè)計(jì)概念和SOC技術(shù)中單片機(jī)的具體應(yīng)用兩大方面來對SOC與單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展這一問題進(jìn)行相關(guān)的探討，希望能促進(jìn)SOC技術(shù)中單片機(jī)應(yīng)用的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 SOC 單片機(jī) 應(yīng)用發(fā)展

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電子技術(shù)在硬件、軟件和固件三個層次上增加了一個新的層次，即片上系統(tǒng)（SOC）層次，這標(biāo)志著現(xiàn)代電子技術(shù)進(jìn)入了SOC的發(fā)展階段。因此，在當(dāng)前背景下，對SOC與單片機(jī)的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行分析具有非常重要的意義。

1 SOC技術(shù)的相關(guān)設(shè)計(jì)概念

SOC技術(shù)指的是一種高度固件化、集成化的系統(tǒng)集成技術(shù)，其技術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心思想是把整個應(yīng)用電子的系統(tǒng)全部集成在一個芯片里，即在SOC技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，除了一些無法集成的機(jī)械部分和外部電路以外，把其余所有的系統(tǒng)電路全部集成在一塊。①具體來說，SOC的相關(guān)概念主要有以下一些方面：

（1）SOC的核心技術(shù)是系統(tǒng)功能集成。SOC是以功能IP作為基礎(chǔ)的電路綜合技術(shù)和系統(tǒng)固件，這樣功能的實(shí)現(xiàn)不僅只是對功能電路進(jìn)行綜合，而且也是對系統(tǒng)整體固件實(shí)行電路綜合，即利用IP技術(shù)對系統(tǒng)的整體進(jìn)行電路的結(jié)合，同時，電路設(shè)計(jì)的最后結(jié)果和IP的功能模塊與固件特性有關(guān)，但與PCB板上的連線方式與電路分塊方式基本上無關(guān)，極大提高了設(shè)計(jì)結(jié)果的電磁兼容特性，使得設(shè)計(jì)的結(jié)果非常接近理想的設(shè)計(jì)目標(biāo)；

（2）SOC的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)思想是固件集成。使用SOC技術(shù)設(shè)計(jì)的基本思想是實(shí)現(xiàn)全電子系統(tǒng)的固件集成，用戶只需要根據(jù)選擇且改進(jìn)各部分的模塊與嵌入技術(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)固件特性的充分優(yōu)化，而不必花任何時間熟悉定制電路的相關(guān)開發(fā)技術(shù)，使得系統(tǒng)更接近理想的系統(tǒng)要求；

（3）SOC的基本結(jié)構(gòu)是嵌入式系統(tǒng)。在SOC技術(shù)設(shè)計(jì)的應(yīng)用系統(tǒng)中，可以十分簡單地實(shí)現(xiàn)嵌入式結(jié)構(gòu)，只需要先根據(jù)系統(tǒng)來選擇相應(yīng)的內(nèi)核，然后再根據(jù)設(shè)計(jì)選擇相應(yīng)的IP模塊，就可以設(shè)計(jì)出完整的硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。②特別是采用了智能化的電路綜合技術(shù)之后，更是能充分實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的固件特性，使得整個系統(tǒng)更加地接近理想的設(shè)計(jì)要求，大大縮短應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開發(fā)周期；

（4）SOC的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是IP。傳統(tǒng)的應(yīng)用電子設(shè)計(jì)工程師面對的主要是各種定制式的集成電路，而使用了SOC技術(shù)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程師成為了一個面向應(yīng)用電子器件的設(shè)計(jì)工程師，面對的主要是一個龐大的IP庫，所有的設(shè)計(jì)工作都以IP模塊作為基礎(chǔ)。因此，SOC技術(shù)是以IP模塊作為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)技術(shù)，IP是整個SOC應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)。

2 SOC中單片機(jī)的具體應(yīng)用

單片機(jī)作為現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用中的主流技術(shù)，在各個電子應(yīng)用領(lǐng)域尤其是工業(yè)和民用的獨(dú)立電子系統(tǒng)中起著系統(tǒng)核心的作用。總之，由于單片機(jī)系統(tǒng)中特有的固件特性，使得單片機(jī)在SOC技術(shù)中占有非常重要的地位。

2.1 SOC中的單片機(jī)嵌入技術(shù)

隨著當(dāng)前電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是隨著應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)成為了獨(dú)特的、常用的嵌入式結(jié)構(gòu)。目前，單片機(jī)主要是由CPU與其他輔助電路形成，而通過嵌入不同的CPU與其他的輔助電路可以形成不同系列的單片機(jī)。單片機(jī)成為了IP庫的主要成員，而嵌入式結(jié)構(gòu)正是SOC的一種非常重要的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和方法。③使用SOC設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)的嵌入式結(jié)構(gòu)可以為設(shè)計(jì)者提供現(xiàn)有的技術(shù)難以比擬的優(yōu)越條件，設(shè)計(jì)者只需要根據(jù)所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的功能要求和固有特性來選擇相應(yīng)的單片機(jī)CPU內(nèi)核，然后再根據(jù)需要來選擇其他相關(guān)的IP模塊，就可以實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的完整設(shè)計(jì)。因此，我們可以說，SOC為單片機(jī)的應(yīng)用提供了更為廣闊的應(yīng)用技術(shù)，賦予了單片機(jī)更為強(qiáng)大的生命力。在這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)技術(shù)指導(dǎo)下，如果整個SOC目標(biāo)系統(tǒng)的核心為一個單片機(jī)CPU，那么這個系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成功不僅僅是實(shí)現(xiàn)了真正意義上的單片機(jī)，還實(shí)現(xiàn)了真正系統(tǒng)單片機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.2 SOC中單片機(jī)的系統(tǒng)優(yōu)化

目前許多單片機(jī)應(yīng)用都需要形成單片機(jī)外部系統(tǒng)的總線。因此，避免形成外部總線與單片機(jī)資源的充分利用是當(dāng)前單片機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用的主要追求目標(biāo)。比如單片機(jī)中具有多個傳感器的測試系統(tǒng)在采用SOC技術(shù)后就可以不再需要外部總線，同時也可以去除掉不需要的資源，只保留需要的CPU功能模塊，而且也可以根據(jù)自己的具體需要來選擇電路，再與熟悉單片機(jī)的CPU內(nèi)核進(jìn)行結(jié)合。

3 結(jié)語

由以上可以看到，單片機(jī)發(fā)展中的SOC嵌入技術(shù)是當(dāng)前現(xiàn)代電子應(yīng)用技術(shù)的一項(xiàng)核心技術(shù)，其研究和發(fā)展具有非常重要的時代意義。筆者相信，只要我們能清楚了解SOC的相關(guān)概念和相關(guān)的設(shè)計(jì)原理，對SOC技術(shù)中的單片機(jī)應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)的具體研究，就一定能促進(jìn)SOC與單片機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)我國現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展。

注釋

① 余有勝，裴哲義，丁杰，唐勇，黃春雷，王銘業(yè).電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電網(wǎng)水調(diào)自動化功能規(guī)范》編寫說明[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2011（02）.

② 谷俊婷，羅麥豐.基于SOC思想的液晶顯示器對比度的自動調(diào)整[J].科協(xié)論壇（下半月），2009（10）.

③ 唐蓉，虞先國，奚大順，穆克亮，耿正波，劉毅.SOC在數(shù)控直流電流源設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2009（05）.