第2章 基于FPGA的SOPC設計

SOPC即可編程片上系統，該技術最早是由Altera公司（已被英特爾收購）提出來的，它是基于FPGA解決方案的片上系統（SOC）設計技術。它將處理器、I/O接口、存儲器及需要的功能模塊集成到一個FPGA內，構成一個可編程的片上系統。SOPC具有靈活的設計方式，可擴展、可升級，并具備軟硬件可編程功能。SOPC將EDA技術、計算機技術、嵌入式系統、工業自動控制系統、DSP及數字通信系統等融為一體，綜合了SoC、PLD及FPGA的優點，具有以下基本特征。

（1）至少包含一個嵌入式處理器內核。

（2）具有小容量片內高速RAM資源。

（3）有豐富的IP Core資源可供選擇。

（4）有足夠的片上可編程邏輯資源。

（5）有處理器調試接口和FPGA編程接口。

（6）可能包含部分可編程模擬電路。

（7）單芯片、低功耗、微封裝。

隨著EDA技術的發展和大規模可編程器件性能的不斷提高，SOPC技術已被廣泛應用于許多領域。SOPC在大幅提高許多電子系統性能價格比的同時，還開辟了許多新的應用領域，如高端數字信號處理和通信系統的設計、軟件無線電系統的設計、微處理器及大型計算機處理器的設計等。由于SOPC具有基于EDA技術標準的設計語言與系統測試手段、規范的設計流程與多層次的仿真功能，以及高效的軟硬件開發與實現技術，使得SOPC及其實現技術無可爭議地成為現代電子技術最具時代特征的典型代表。與基于ASIC的SoC相比，SOPC具有更大的吸引力：軟件開發成本低，硬件實現風險低，產品上市效率高，系統結構可重構，硬件可升級等。此外，它還具有易學易用、附加值高、產品設計成本低等優勢。