第2章 基于FPGA的SOPC设计

SOPC即可编程片上系统，该技术最早是由Altera公司（已被英特尔收购）提出来的，它是基于FPGA解决方案的片上系统（SOC）设计技术。它将处理器、I/O接口、存储器及需要的功能模块集成到一个FPGA内，构成一个可编程的片上系统。SOPC具有灵活的设计方式，可扩展、可升级，并具备软硬件可编程功能。SOPC将EDA技术、计算机技术、嵌入式系统、工业自动控制系统、DSP及数字通信系统等融为一体，综合了SoC、PLD及FPGA的优点，具有以下基本特征。

（1）至少包含一个嵌入式处理器内核。

（2）具有小容量片内高速RAM资源。

（3）有丰富的IP Core资源可供选择。

（4）有足够的片上可编程逻辑资源。

（5）有处理器调试接口和FPGA编程接口。

（6）可能包含部分可编程模拟电路。

（7）单芯片、低功耗、微封装。

随着EDA技术的发展和大规模可编程器件性能的不断提高，SOPC技术已被广泛应用于许多领域。SOPC在大幅提高许多电子系统性能价格比的同时，还开辟了许多新的应用领域，如高端数字信号处理和通信系统的设计、软件无线电系统的设计、微处理器及大型计算机处理器的设计等。由于SOPC具有基于EDA技术标准的设计语言与系统测试手段、规范的设计流程与多层次的仿真功能，以及高效的软硬件开发与实现技术，使得SOPC及其实现技术无可争议地成为现代电子技术最具时代特征的典型代表。与基于ASIC的SoC相比，SOPC具有更大的吸引力：软件开发成本低，硬件实现风险低，产品上市效率高，系统结构可重构，硬件可升级等。此外，它还具有易学易用、附加值高、产品设计成本低等优势。