第2版前言

從本書的第1版出版（2007年）至今，SoC設計方法與實現(xiàn)技術已發(fā)生了很大變化。隨著摩爾定律的延伸（More than Moore），SoC及SiP在各類消費電子、汽車電子、醫(yī)療電子等嵌入式應用中已成為主流，其系統(tǒng)結構也從簡單的單核結構發(fā)展為復雜的多核甚至眾核結構。

本書在第1版的基礎上，緊跟復雜SoC設計的發(fā)展潮流，強調和闡述SoC設計在系統(tǒng)結構、設計方法學、設計技術、驗證方法上的最新進展和發(fā)展趨勢。此外，本書與第1版相比的另一個顯著特點是更加注重實驗環(huán)節(jié)。新增加的實驗采用了先進的電子系統(tǒng)級（ESL）設計方法，從單核SoC系統(tǒng)結構逐步優(yōu)化到多核SoC（MPSoC ，Multi-processor SoC）系統(tǒng)結構，從串行程序設計到多線程并行程序開發(fā)，從嵌入式操作系統(tǒng)的移植到驅動程序的開發(fā)，內容覆蓋SoC軟硬件協(xié)同設計的完整過程，使讀者能夠將所學到的SoC設計的最新理論與具體設計實現(xiàn)技術相結合，增加感性認識，強化動手能力，從而能夠更好地適應復雜SoC設計工作的需求。

第2版主要做了如下修訂：

1.在第1章SoC設計緒論中，強調了SoC設計理論和實現(xiàn)技術的最新進展。在當前摩爾定律及其延伸（More than Moore）的背景下，闡述SoC設計方法與設計技術的發(fā)展與挑戰(zhàn)。

2.第4章SoC系統(tǒng)結構設計是第2版的重點內容。針對復雜SoC的發(fā)展趨勢，增加了多核SoC的系統(tǒng)結構設計的內容。根據(jù)多核SoC系統(tǒng)結構設計的考慮，介紹可用的并發(fā)性、多核SoC設計中的系統(tǒng)結構選擇、多核SoC的性能評價、典型的多核SoC系統(tǒng)結構，如片上網(wǎng)絡（NoC）、可重構SoC等。此外，第4章在第1版的電子系統(tǒng)級設計基礎之上，增加了對OSCI TLM 2.0最新事務級標準協(xié)議及建模方法的介紹。

3.隨著可復用技術的發(fā)展，一種比IP規(guī)模更大的可重用、可擴展復用單元應運而生，即平臺。基于平臺的設計方法可以使IP更容易集成到整個系統(tǒng)當中，可以更好地復用平臺，進而可以更快地開發(fā)產(chǎn)品。在第5章IP復用的設計方法中，強調了平臺的概念和基于平臺的SoC設計方法。

4.由于復雜的軟硬件結構及眾多的模塊，驗證已經(jīng)成為復雜SoC設計中最關鍵也是最花時間的環(huán)節(jié)，它貫穿了整個設計流程。在第9章SoC功能驗證中，增加了功能驗證方法與驗證規(guī)劃的介紹，通過多個以SystemVerilog語言寫的實例，強調驗證的自動化。

5.在第12章后端設計中，修改了時鐘樹綜合部分，結合低功耗的應用需求，給出了相應的時鐘樹設計策略。同時，新加入了時鐘網(wǎng)格的概念，并介紹時鐘網(wǎng)格和時鐘樹融合的全局時鐘結構。

6.隨著人與環(huán)境交互功能需求的增加，集成電路的類型從數(shù)字電路到模擬電路、射頻電路、無源器件、高壓電路、傳感器、生物芯片等不斷增加，這些電路的制造已超出了單一的CMOS工藝（Beyond CMOS）。系統(tǒng)集成和新的混合集成技術成為發(fā)展趨勢。在第13章SoC數(shù)模混合信號IP的設計與集成中，增加了對SoC混合集成的新趨勢的介紹，重點介紹了3D集成電路。與傳統(tǒng)的SiP封裝集成不同，3D集成電路是在芯片設計階段依托EDA工具和特定的半導體生產(chǎn)工藝，直接在多層晶圓上完成晶體管集成，是一種單片集成技術。

7.在第14章I/O環(huán)的設計和芯片封裝中，增加了近幾年更為成熟的倒置（FLIP-CHIP）封裝方式對芯片I/O設計的影響。主要內容包括：倒置封裝的原理、與普通IO的區(qū)別和基于倒置封裝的芯片后端設計方法。

8.增加了基于ESL設計方法的Motion-JPEG視頻解碼器設計實驗。通過該實驗，可了解并掌握從單核SoC到多核SoC的系統(tǒng)結構設計及軟件開發(fā)的全部流程。

本書提供電子課件，請登錄華信教育資源網(wǎng)（http://www.hxedu.com.cn）注冊下載。本書可作為高等學校電子信息、微電子、計算機等專業(yè)的高年級本科生和研究生的“SoC設計”或“高級VLSI設計”課程的教材及教學參考書，也可供IC設計工程師、嵌入式系統(tǒng)工程師學習、參考。

第2版修訂大綱由天津大學郭煒老師制定。第1、9章由郭煒老師編寫，第4、5和15章由天津大學魏繼增老師編寫，第12、14章由上海交通大學郭箏老師編寫，第13章由上海交通大學謝憬老師編寫。全書由郭煒老師統(tǒng)稿。

本書自第1版出版以來，收到了很多讀者反饋。清華大學的魏少軍教授、王志華教授等多位專家提出很多建設性的意見。法國國家TIMA實驗室（TIMA Laboratory）系統(tǒng)級綜合研究組的Frédéric Pétrot教授及沈浩研究員把他們多年來在ESL設計及多核SoC方面的研究成果無私的與我們分享，使第2版的實驗得到了進一步充實。來自工業(yè)界的Synopsys、ARM、IBM、蘇州國芯等公司也提供了近幾年他們關注的實際問題及解決方案，使本書的內容更貼近工業(yè)界的發(fā)展前沿。電子工業(yè)出版社為本書的順利出版給予了很大幫助。由于篇幅的原因，對于書中提及和引用的參考文獻的作者不能一一列出，他們的工作為本書提供了強有力的理論和實踐的支持。在此，我們一并表示由衷的感謝！

由于時間倉促，不足或錯誤之處，希望讀者批評指正。

作者

2011年7月