影响SoC项目成功的关键问题研究

论文摘要

SoC(System on Chip)是ASIC(Application Specific Integrated Circuits)设计方法学中的新技术,是指以嵌入式系统为核心,以IP(Intellectual Property)复用技术为基础,集软、硬件于一体,并追求产品系统最大包容的集成芯片。与传统的AISC设计理念不同,如何定义正确的产品和迎合市场需求的产品功能是SoC设计的关键问题。解决这个关键问题的环节是项目策划和系统设计阶段,具体步骤是在明确市场需求和技术可行性的前提下,确定设计的总体功能及系统参数,然后通过对模拟和数字、软件和硬件的划分,尽可能的优化系统结构,最后根据功能划分确定各个模块的实现方法。这个阶段所做的工作包括:评估工程时间进度和资源要求、硅片面积、产品造价,形成最初的系统方案、结构设计,进行风险分析,确定项目设计目的、可行性、里程碑及工具。随着上述工作的完成,一个系统框架就建立起来了,它使各个子模块功能有效,并确保它们之间的交互正确可靠,这也就保证了系统的整体性能和设计质量。综上所述,项目策划与系统设计阶段直接关系着一个SoC产品的成败。本文以一款应用于智能电池系统(SBS,Smart Battery System)的笔记本智能电池保护芯片开发为例,详细阐述了这款SoC开发时项目策划和系统设计阶段所做的工作,从项目最初的市场调研、可行性分析、立项,到系统总体结构设计及模块级实现方式,并提出了电流分段检测的锂电池/锂电池组计量和保护与实现技术,解决了系统设计时的难点——电流检测模块的实现结构,从而保证了这个项目在当前市场和技术条件下的可实现性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 SoC 国内外发展现状
• 1.1.2 SoC 设计方法的重要性
• 1.1.3 课题来源及意义
• 1.2 SoC 设计流程
• 1.2.1 项目策划与系统设计
• 1.2.2 RTL 级设计
• 1.2.3 后端设计
• 1.2.4 加工与完备
• 1.3 SoC 设计的关键步骤
• 1.4 文章组织结构
• 第2章 SoC 项目立项
• 2.1 笔记本智能电池保护SoC 功能概述
• 2.2 市场调研
• 2.2.1 产品需求分析
• 2.3 技术可行性分析
• 2.3.1 项目所需技术
• 2.3.2 系统性能指标及技术可行性
• 2.4 项目的可行性结论、进程、任务及人员安排
• 2.5 本章小结
• 第3章 SoC 总体结构设计
• 3.1 功能概述
• 3.1.1 SoC 特性
• 3.1.2 芯片顶层接口信号概述
• 3.2 系统软件结构
• 3.3 系统硬件主要模块及性能
• 3.3.1 CPU 及存储空间
• 3.3.2 电压ADC 性能
• 3.3.3 电流ADC 性能
• 3.3.4 过流检测性能要求
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统优化
• 4.1 ADC 结构分析
• 4.2 Σ-Δ结构与SAR 结构的ADC 比较
• 4.3 电压ADC
• 4.4 电流ADC
• 4.4.1 分段电流检测技术
• 4.4.2 电流ADC 结构
• 4.5 本章小节
• 第5章 SoC 模块级设计
• 5.1 模块设计
• 5.1.1 CPU 模块设计
• 5.1.2 电流ADC 模块设计
• 5.1.3 电压ADC 模块设计
• 5.1.4 时钟产生电路模块设计
• 5.1.5 SMBus 总线接口设计
• 5.2 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢