研发SOC涉及的关键技术

SOC作为系统级集成电路，能在单一硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能，将数字电路、模拟电路、信号采集和转换电路、存储器、MPU、MCU、DSP等集成在一块芯片上实现一个系统功能。这是一个非常复杂的技术，它的实现主要涉及如下9个方面：

1.深亚微米技术

工艺加工线宽的不断减少，给电路的设计仿真带来了新的挑战。原可忽略的器件模型的二级三级也必须加以考虑。线与线、器件与器件间的相互影响将变得不可忽略。

2.低电压、低功耗技术

线宽的变小，使电源电压也变小，给电路设计与阈值电压提出了新的要求。同时随着集成度的提高，电路功耗也会相应提高，所以必须采取相应措施，以降低功耗。

3.低噪声设计及隔离技术

随着电路工作频率和集成度的提高，噪声影响将变得越来越严重，降噪和隔离技术变得十分重要。对要求较高的电路，用PN结隔离和挖槽还不能达到要求。作为过渡，目前提出了SiP电路(System in Package)，即把几个电路封装在一起，多片集成成SOC。

4.特殊电路的工艺兼容技术

SOC工艺技术主要考虑一些特殊工艺的相互兼容性，例如DRAM、Flash与Logic工艺的兼容、数字与模拟的相互兼容等。IP核的集成必须考虑工艺、电参数等条件的相互兼容。

5.设计方法的研究

SOC的出现对设计方法也提出了更高要求。这主要包括设计软件和设计方法的研究和提高，使设计工程师在设计阶段就能正确地仿真出电路系统的全部功能和真实性能指标。

6.嵌入式IP核设计技术

如前所述，SOC是许多嵌入式IP核的集成，所以有许多IP核亟待研究开发，例如Controller、DSP、Interface、Bus及 Memory技术等。IP核不仅指数字IP核，同时还包括模拟IP核。模拟IP核通常还含有电容、电感等。同时IP核还分为软核(Soft Core)、硬核(Hard Core)、固核(Firm Core)。

7.测试策略和可测性技术

为了检测设计中的错误，可测性设计是必需的。SOC测试可用结构测试和可测性设计等方法。DFT技术包括内建自测试、扫描测试及特定测试等。

8.软硬件协同设计技术

目前的系统若不包括软件则不成为一个完整的系统，所以SOC应该说是一个软件和硬件整合的系统。系统仿真时必须将软件和硬件结合在一起进行仿真。

9.安全保密技术

该技术涵盖算法和软硬件实现，在通信和金融(例如IC卡)中尤为重要。常用加密算法有DES和RSA等。

这9个方面是进行SOC开发时必须要认真考虑的问题，任何一个忽视，都会在产品的性能和成本方面带来巨大影响。因此，研究开发SOC首先应从市场需要出发，选定一个研究开发的目标，然后从上述9个方面着手考虑，确定SOC系统定义、系统指标，同时反复做系统仿真和不断修正，最后才能确定SOC的体系结构，并最终进行软硬件的开发。