System-on-a-Programmable-Chip

　　即可编程片上系统

　　用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，称作SOPC。可编程片上系统（SOPC）是一种特殊的嵌入式系统：首先它是片上系统（SOC），即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能；其次，它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。

　　SOPC的特点

　　SOPC结合了SOC和PLD、FPGA各自的优点，一般具备以下基本特征：

　　至少包含一个嵌入式处理器内核；

　　具有小容量片内高速RAM资源；

　　丰富的IP Core资源可供选择；

　　足够的片上可编程逻辑资源；

　　处理器调试接口和FPGA编程接口；

　　可能包含部分可编程模拟电路；

　　单芯片、低功耗、微封装。

　　SOPC的技术内容

　　SOPC设计技术涵盖了嵌入式系统设计技术的全部内容，除了以处理器和实时多任务操作系统（RTOS）为中心的软件设计技术、以PCB和信号完整性分析为基础的高速电路设计技术以外，SOPC还涉及目前以引起普遍关注的软硬件协同设计技术。由于SOPC的主要逻辑设计是在可编程逻辑器件内部进行，而BGA封装已被广泛应用在微封装领域中，传统的调试设备，如：逻辑分析仪和数字示波器，已很难进行直接测试分析，因此，必将对以仿真技术为基础的软硬件协同设计技术提出更高的要求。同时，新的调试技术也已不断涌现出来，如Xilinx公司的片内逻辑分析仪Chip Scope ILA就是一种价廉物美的片内实时调试工具。

　　SOPC技术主要应用以下三个方向：

　　1）基于FPGA嵌入IP硬核的应用。这种SOPC系统是指在FPGA中预先植入处理器。这使得FPGA灵活的硬件设计与处理器的强大软件功能有机地结合在一起，高效地实现SOPC系统。

　　2）基于FPGA嵌入IP的应用。这种SOPC系统是指在FPGA中植入软核处理器，如：NIOS II核等。用户可以根据设计的要求，利用相应的EDA工具，对NIOS II及其外围设备进行构建，使该嵌入式系统在硬件结构、功能特点、资源占用等方面全面满足用户系统设计的要求。

　　3）基于HardCopy技术的应用。这种SOPC系统是指将成功实现于FPGA器件上的SOPC系统通过特定的技术直接向ASIC转化。把大容量FPGA的灵活性和ASIC的市场优势结合起来，实现对于有较大批量要求并对成本敏感的电子产品，避开了直接设计ASIC的困难。

　　现在市场上Altera公司支持SOPC的FPGA芯片有：

　　1）Cyclone系列

　　2）Cyclone II系列

　　3）Cyclone III系列

　　4）Stratix系列

　　5）Stratix II系列

　　6）Stratix III系列

　　SOPC的前景

　　SOPC是PLD和ASIC技术融合的结果，目前0.13微米的ASIC产品制造价格仍然相当昂贵，相反，集成了硬核或软核CPU、DSP、存储器、外围I/O及可编程逻辑的SOPC芯片在应用的灵活性和价格上有极大的优势。SOPC被称为“半导体产业的未来”。

3.2.1SOPC使用流程

现以863项目中所用到的一点东西，举一个很简单的例子：

（1）        打开SOPC

（2）SOPC工作界面中1圈是用户选择自己所使用的器件系列。2圈是所要添加的项目，其中包括NiosIICPU，JTAG uart，SDRAM，pll,pio等等。（打开窗口简单介绍下）。3圈是所添加的时钟信号，一般新建一个SOPC工程时，就会创建一个全局时钟clk_0，当然用户可以自己添加，如图pll_0_c0就是本人配置的锁相环的输出时钟，配置成功之后，在这里就会显示。4圈是用户工作区，所添加的各部件会在这里显示，（窗口中可以做一些基本操作，比如上下移位，修改名称等等，简单介绍下）。

（3）添加完之后，需要分配每个部件的基地址，因为其他外围部件都是挂到Avolon总线上的。选择System—>Auto-Assign Base Addresses进行自动分配，很省事。

（4）自动分配中断号，如图所示，本系统中请求中断的的设备就只有JTAG UART，所以只有这一个中断。（给大家看一个例子，体会一下中断的意义。）

（5）Generate，生成配置好的CPU及外围部件电路。