原创 【博客大赛】SOC自问自答

问题一：什么是SOC？Altera SOC 具有哪些特点以及应用？

答：

定义：

SoC称为系统级芯片（system on chip），也有称片上系统意指它是一个产品，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。同时它又是一种技术，用以实现从确定系统功能开始，到软/硬件划分，并完成设计的整个过程。,

特点：

Altera 公司的SoC 使用宽带互联干线链接，在 FPGA 架构中集成了基于ARM 的硬核处理器系统 (HPS)，包括双核 ARM 处理器、外设和存储器控制器。Altera SoC 具有:通过将处理器和 FPGA 两个芯片集成为一个，降低系统功耗和成本，减小电路板面积。 提高 HPS 和 FPGA 之间数据通路的吞吐量，从而增强系统性能。通过定制，在软件和硬件上都能够突出您最终产品的优势。采用内置纠错码 (ECC) 和存储器保护功能，保护您的系统不受硬件或者软件错误的影响，从而提高了系统可靠性。使用 Altera 独有的 FPGA 自适应调试功能，开发 ARM 兼容软件，前所未有的提高了目标可视化、控制能力和效能。

应用：

工厂自动化中可编程逻辑控制器 (PLC) /人机接口 (HMI)、驱动、伺服智能能源；智能能源中再生能源、传输和分配、保密；视频监控中IP摄像机；汽车辅助驾驶信息娱乐；固网通信

路由器；无线基础设施中远程射频单元；国防和航空航天中夜视和智能仪表；计算机和存储多功能打印机，等等。

问题二：在你的设计中用过哪些数据传速方式？遇到了哪些问题以及解决方法？试举例说明。

用过的数据传输方式：

简单的有串口通信，SPI通信（如SD卡SPI模式）；复杂的有以太网通信，PCIE通信；

遇到过的问题：

串口发送的数据和接收的数据不同，利用pc机向Altera公司的DE2开发板发送数据出现问题；PCIE发送数据有问题。

解决方案：

串口发送：利用示波器采样发送的数据，进行最终的对比，最终发现问题出现波特率上，而波特率设置的是正确的，但是采用的晶振有点误差，导致发送的数据和接收的数据存在差异；

以太网通信：采用wireshark调试工具进行数据抓取

PCIE通信：这个问题在参与一个数据压缩项目时遇到的，主要利用Altera公司的嵌入式逻辑分析仪Signal TapII工具进行数据抓取

问题三：在你的设计中使用过哪些调试工具以及方法？有哪些经验？

工具及方法：

Modelsim波形仿真工具，Debbusy波形查看工具；wireshark调试工具（用于以太网），quartus II；Signal TapII工具，示波器等等，这些列举的多是硬件调试和仿真时用到的，当然还有软件调试是一些工具。

经验：不同的工具具有不同的特性，针对不同问题时采用针对性的方法，一般硬件调试可以看波形，输出结果；软件调试可以查看内存中的值，打印值，进行单步调试等。

以Signal TapII为例：要选准触发信号或激励；要设置适当大小的存储空间；有些信号可能无法抓取，必须修改代码以便测试。

问题四：你认为使用SOC设计与使用多芯片解决方案进行设计哪一个更好？阐述理由。

SOC设计会更好一点，因为多芯片进行系统集成本身就是一件很困难的事情，集成后的系统也未必会有很好的性能，而且要考虑各芯片之间的接口及接口通信等等，这些事情都很有难度也很耗时间。相比而言，soc设计：能够降低系统的耗电量；能够减少整个系统体积；能够增加系统功能提高系统的运行速度；能够快速的进行开发，提早进入市场；节省开发成本，具有较丰富的开发资源和现成的ip供使用，更快的设计和进行验证，容易时序收敛；无论从时间和成本而言都是不错的选择，

问题五：在你的设计使用了哪些保护方式（软件/硬件），确保系统稳定可靠的运行？试详细阐述。

以本人参与的数据压缩项目为例，为保证数据的正确性，在设计中加入了CRC校验，当收发数据不同时可以发出提示；在进行Verilog代码设计时，输入引脚闲置时应当接高阻（Z）；在开发板设计初期应当考虑漏电保护（添加上拉电阻之类的）；最终系统集成时尽可能使系统的综合频率大，这样有充足的时序余量；对主芯片配置散热单元，使芯片不至于过热引起问题；软件方面可以添加看门狗单元等。