SoC片上系统架构师速成班 SoC开发流程简介

典型SoC架构

片上系统(SoC)指的是在芯片上集成了一个完整的系统，包括中央处理器，媒体处理器，存储器接口，存储器，系统控制器，硬件加速器，人机接口以及无线连接等。常见的片上系统有手机基带芯片，WiFi 控制芯片，图形处理器等。
在摩尔定律指导下，集成度更高，工艺结点更低的片上系统可大大降低系统开发成本和制造成本，增加系统可靠性，降低系统功耗，提高系统灵活性，增强系统IP的重用等。
片上系统开发以SoC架构师为主导。架构师在SoC开发团队的的角色相当于指挥在一支乐队中的角色。

片上系统开发流程

下图给出了片上系统开发的一般流程，以及流程每一步的主要功能。

SoC开发流程

将大象装入冰箱需要几步？三步。将冰箱门打开，把大象塞进去，关上冰箱门。

这三步是没有错的，可是完全不能复制，因为第二步有点难。怎么办？将第二步再分解为三步试试。如果还是难那就再进一步将任务分解成更小的任务，直到每个任务都小到可以被项目成员在给定时间内完成为止。
架构师在这个过程中的任务包括完成用户需求提取，依据用户需求来定义系统需求和系统架构。定义好的系统架构将由设计组完成。

系统开发流程

用户需求提取

用户需求

系统设计是为了满足用户的需求。用户需求决定了系统开发的全过程。
用户需求可以是用户的某个愿望，可以是满足用户的某些需求，也可以是解决用户遇到的某些问题。只有满足用户需求的产品或系统才是有用的。

GoPro 满足的就是用户在户外运动时想要拍摄影像的愿望。

Garmin GPS是为了满足用户户外活动定位的需求，同时解决他们可能迷路的风险。

用户需求提取需要销售团队的支持，因为它们是公司最直接和客户打交道的部门，最知道客户的需求，了解客户遇到的问题，了解客户想要什么。
此外财务部门在这个过程中也很重要，因为财务部门会根据市场分析数据来预测产品是否会赢利，从而决定要不要作这个项目。

系统架构定义

用户需求分析完成之后，架构师需要将用户需求映射为系统架构。
系统架构包含三个方面的内容:

• 系统功能列表
• 系统架构给用户带来的好处
• 系统架构对用户使用体验的影响

这三个方面中系统功能列表决定了系统中需要的功能模块，如什么样的处理器，什么样的总线结构，多大的内存，是不是需要USB接口？USB接口版本是多少等等等等。这一步保证基本功能的完备性。
第二步是对系统进一步进行优化，从而可以给用户带来的好处，如PCB面积小所以生产成本低，PCB只需要4层从而又减小了生产成本。
第三步是考虑如何可以进一步提升用户体验。这是一个极为重要却经常被忽视的一个方面。用户体验可能是系统的易用性，客户容易上手；可以是图形化开发界面，方便用户二次开发。这可以说是一个进阶需求。

系统级仿真

系统开发流程

架构师和算法工程师一起来作系统级仿真。
系统级仿真是用抽象等级很高的仿真工具对整个系统进行仿真。如Matlab可以用来仿真整个无线通信系统，包括信源，信道，内接收，外接收。
这种仿真不考虑实现的约束，如MIPS，内存大小，实现的成本，软硬件划分等。
这种仿真的要求是仿真速度快，目标是得到可靠的算法以及性能仿真结果。
系统级仿真是系统开发的标尺，为系统实现和验证提供测试基准和测试向量。

本文简单介绍了片上系统架构师的几项工作内容。当然这只是架构师诸多责任中的一部分。
敬请期待随后的系统开发介绍。