SOPC系统设计与实践知识点.docVIP

SOPC系统设计与实践知识点 一 课程概述 1. FPGA: Field Programmable Gate Array 现场可编程门阵列，一类超大规模集成电路芯片，硬件范畴 2. SOC： 3. SOPC: (P2) System On Programmable Chip 可编程片上系统，系统层级概念，既包括硬件系统也包括软件系统 4. HDL： 5. VHDL：（P3） Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)，意为超高速集成电路硬件描述语言。 6. 简要论述这门课程的目的。（P3） 掌握数字逻辑的基本理论、基本分析和设计方法，具备使用VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）或Verilog HDL（Hardware Description Language）语言进行数字逻辑设计的能力，熟悉在FPGA上构建嵌入式SOPC硬件系统的方法。 7. 写出本课程所讲述的两部分主要内容。（P5） 一个部分是基础的FPGA系统设计，另外一个部分是基于FPGA的嵌入式SOPC系统设计。 8. 写出本课程主要讲解的两个软件和一个硬件开发系统的名称（P5） Quartus II ，Nios II和DE2硬件开发系统 9. 论述本课程内容的三个层次（P6~7） 基于FPGA芯片的数字逻辑设计 掌握现代EDA技术及其基本概念，熟悉基本设计方法和设计语言，能够实现简单的数字逻辑电路，掌握FPGA芯片的基本结构和功能。 基于FPGA芯片的数字综合系统设计 在第一层次的基础上，利用专有开发软件搭建较为复杂的FPGA数字综合系统，掌握 FPGA芯片更为复杂的功能 基于FPGA的嵌入式SOPC系统设计 在前两个层次基础上，搭建基于FPGA芯片的嵌入式SOPC系统，涉及到使用专有软件的系统原理设计、系统仿真和调试、程序下载、硬件调试等环节；该部分是本课程的学习重点。 二 专业动态 1. 论述下国家大力发展集成电路的原因？（P5） 社会发展的需要：集成电路是最能体现知识经济特征的典型产品之一。 经济发展的需要：现代经济发展的数据表明，GDP每增长100元，需要10元左右电子工业产值和1～2元集成电路产值的支持。2010年，我国集成电路产业销售额1424亿元，同比增长28.4%，设计业销售384亿，同比增长41.9%。2010年集成电路市场增速达29.5%，实现销售额7349.5亿元。目前发达国家信息产业产值已占国民经济总产值的40%～60%，国民经济总产值增长部分的65%与集成电路有关。 国家安全的需要：集成电路是信息化的基础，芯片的供应和芯片的安全性问题。 2. 列出7个国家级集成电路设计产业化基地。（P9） 北京、上海、杭州、无锡、西安、成都、深圳 3. 我国集成电路目前发展遇到的障碍。（P14） 资金、技术、人才 4. 集成电路技术演进路线。（P20） 一是芯片集成度不断提高。集成电路技术未来一段时间仍将按摩尔定律继续前进，以CPU为代表的芯片集成度和处理能力仍会继续增长，半导体存储器存储容量持续加大。目前32纳米工艺已量产，2012年导入22纳米，2014年导入18纳米。二是功能多样化趋势明显。集成电路产品以价值优先和功能多样化为目标，更加注重集成运算和存储之外的新功能，集成了射频通信、功率控制、无源元件和传感器等功能的产品越来越多，系统级封装(SIP)等先进封装技术应用更加广泛。 5. 写出系统集成芯片技术的三个方面的技术。（P39） 6. 写出SOC的三种嵌入式核并指出灵活性最高的是哪类核。（P43~44） 软核 是用可综合的RTL描述或者通用库元件的网表形式表示的可复用模块。用户须负责实际的实现和版图。（最灵敏） 固核 是指在结构和拓扑针对性能和面积通过版图规划，甚至可用某种工艺技术进行优化的可复用模块。它们以综合好的代码或通过库元件的网表形式存在。 硬核 是指在性能、功率和面积上经过优化并映射到特定工艺技术的可复用模块。它们以完整的布局布线的网表和诸如GDSII（一种版图数据文件格式）格式的固定版图形式存在。 7. 列出四种代表性的HDL语言。（P65~68） 1. VHDL 2.Verilog HDL 3. Superlog 4. SystemC 三 VHDL语言 1. 论述VHDL的特点。（P4） 1）．支持从系统级（特大型）至门级电路的多层次描述；支持结构描述、行为描述、数据流描述及混合描述。 2）．支持自底向上（bottom-up）及自顶向下（top-down