作者：梁合慶

1 SoC基本情況
(1)什么是SoC
20世紀90年代中期，因使用ASIC實現芯片組受到啟發，萌生應該將完整計算機所有不同的功能塊一次直接集成于一顆硅片上的想法。這種芯片，初始起名叫System on a Chip(SoC)，直譯的中文名是系統級芯片。
如何界定SoC，認識并未統一。但可以歸納如下：
①SoC應由可設計重用的IP核組成，IP核是具有復雜系統功能的能夠獨立出售的VLSI塊；
②IP核應采用深亞微米以上工藝技術；
③SoC中可以有多個MPU、DSP、MCU或其復合的IP核。
由上可見，無論從功能、工藝和應用技術上，SoC都是站在高的起點上，對復雜功能的VLSI級IP核，使用重用技術。由于使用的是VLSI級的IP核為部件，設計重用的效率非常高。
(2)硬核、軟核、固核
IP核是可設計重用的核。“設計重用”是指在設計硬件版圖時予以重用，以區別于過去所說的軟件“重用”。所以，依硬件設計階段的不同，重用的IP核也不同，故而有硬核、軟核、固核之分。
◆硬核(hard core)，專為版圖階段使用的IP核，以版圖的形式提交。硬核是已經過性能、功耗、幾何尺寸的優化，并映射為指定的工藝和通過實際流片驗證的核。使用時，只要符合整體IC工藝，滿足本核物理限制的核就可使用。它的使用最為簡單，但損失了靈活性。
◆軟核(soft core)，專為RTL階段重用的IP核。它以綜臺之后的RTL級的描述形式提交，或以通用庫元素的網表形式提交。此類重用IP核只是通過了性能和時序的驗證，其它的實現內容及相關的測試驗證等事項均留待使用者來完成。因為后續的布局布線、功耗、幾何尺寸，優化、工藝映射等等尚未進行，故用戶有最大的靈活性。
◆固核(firm core)，因所使用的設計階段介于軟核及硬核之?洌�箘蒌IP核叫做固核。它是以綜合后的代碼或是通用庫網表的形式提交的。因只在布局規劃的層面上對性能和幾何尺寸等進行過結構性的或拓撲意義的優化和初步做過了多種工藝的映射，因而用戶的靈活性介于硬、軟核之間。
選購何種IP核為佳?若著眼于可被重用的頻度、可向其它工藝移植的可能、重用的靈活等方面來說，則以軟核最好、固核其次、硬核最差?蝗糇叛塾詒Ｖぢ�佐]��?的性能和規范、?薪?短的上市時間、自己付出勞動盡量地少又并不在乎高價，則正好是倒過來，即硬核最好、固核其次、軟核最差。
(3)SoC的一般構成
從大處來分，SoC含有：
◆邏輯核一包括CPU、時鐘電路、定時器、中斷控制器、串并行接口、其它外圍設備、I／O端口以及用于各種IP核之間的粘合邏輯等等；
◆存儲器核一包括各種易失、非易失以及Cache等存儲器；
◆模擬核——包括ADc、DAc、PLL以及一些高速電路中所用的模擬電路。(如數據傳輸率1．6Gbps@800MHz RDRAM的低擺幅信號傳輸部分、為傳輸彩色視頻信號速率達到1Gbps的l394/1394.B串行總線物理層以及為克服I／O端口瓶頸而采用的Hyper_LVDs高速緩沖的PCI總線等。)
(4)SoC開發的兩大問題
開發設計重用IP核為基礎的SoC，存在設計和測試兩方面的難題。
傳統的設計方法、測試開發等工具及其資源， 依然是開發SoC產品時的起步的參考。但是又必須與時俱進，必須充分考慮設計重用引發的諸多方法學、黑箱測試與驗證，以及深亞微米技術出現的天線效應、信號流失等的特殊問題。硬／軟件協同設計的新理論、協同設計新工具、硬軟固核的開發原則與提交規范、核庫的建設、可測性設計、可驗證性設計以及方便前述各項實施的新型EDA、高級設計驗證綜合平臺的完善等。1997年伊始，VSlA(虛擬插座接口聯盟)、Si2(硅片集成創始者刊物)、RAIPD網站(可重用專用IP開發者網站)等刊物以及散見于其它雜志的先驅們都發表過許多原創性的概念和規范文本，奠定了基于重用核SoC的基礎。目前SoC方面的論文書籍與曰俱增， SoC產品不斷涌現，但是真正達到各個公司之間的共享知識產權， 決非一蹴而就的事。
SoC的根本難點在于產品上市時間要求十分苛刻和生產上的一步到位的直接流片工藝， 其次，它所要求的技術又都特別前沿。只因逼上梁山， 非用一塊塊復雜IP堆起來不足以滿足要求。眼下最好的例子就是手機一越是高檔的， 其內部越是只有一片技術含量更高的SoC。
2 IC業的第二次重組
早期，IC業一直是少數IDM(集成器件制造廠)壟斷的行業。IDM從接受訂單、器件的設計，到IC的加工等等都是獨家封閉地?瓿傻模�如Intel、Motorola、IBM等公司。?孀臥C機的普及和?際?的發展，IDM自己獨立地擴充或靳建生產線，不僅耗貿巨大而且時間上也來不及，外包生產便是順理成章的事。這就是20世紀80年代末期， 第一次IC業重組的動因。這次重組的特點是生產環節的外包。為此，竟然造就了一批新興的專門從事生產晶園及加工器件的獨立產業， 叫做Foundy(代工廠)。IDM將加工外包之后， 剩下來的設計部門及器件銷售部門等等就泛稱為Fabless，實際應是FablessIDM。它無對應的合適中文名。
20世紀90年代末，進入IP核為基礎的So