SoC芯片：小身材，大功能
智能手机、电脑最核心最关键的一颗芯片就是SoC芯片。

智能手机可能是生活中最多使用且具有SoC的电子产品。手机的大脑，所说的“处理器”就属于SoC，目前主流的手机SoC有骁龙8Gen1、麒麟9000、天玑9000等。这些SoC都集成了CPU（中央处理器）、GPU（图形处理器）、NPU（嵌入式神经网络）、ISP（图像处理），以及通信基带和存储等等，将众多的功能单元集成在一个芯片上组合成为一个系统。
综上可以看出，SoC的集成度极其高，这减少了外围模和电路的使用，这对缩短开发周期和减少开发成本是非常有益的。目前的电脑CPU也有朝SoC发展的趋势，部分型号的CPU将内存、Wi-Fi等集成至CPU中，使得有更小体积的电脑出现。
以麒麟9000为例，集成Cortex内核、Mali系列GPU、5G基带等功能，而在很多厂商设计手机SoC身上，我们都可以看到Cortex内核的身影，这体现了SoC的IP核可以重用的特点；而且，其使用的Cortex内核中，使用了四个Cortex-A77和四个Cortex-A75，这也很符合SoC可以具有多个IP核心的特征。
另外，对SoC性能影响最大的：CPU单核、CPU多核和GPU。CPU多核性能关键看架构：X2≈X1>A78>A77>A76>>A75>A73>>>A55/A53（构架相同时，频率越高越强；其他相同时，四大核比自然双大核强）。同级产品的CPU和GPU性能一般都是对应的。
SoC分类与设计手机的SoC可以说是属于高端的SoC；相对的，也有低端的SoC、中低端的SoC。低端的SoC可以简单理解为MCU内核加上特定的功能外设，多使用的MCU内核有8051内核及 Cortex-M4 内核，例如，TI设计生产的蓝牙SoC--CC2541（亿佰特具有对应产品：E104-BT01）使用的8051内核，同样也是TI生产设计的蓝牙SoC--CC2640（亿佰特也有对应产品：E72-2G4M05S1B）使用的Cortex-M3内核。
下图为CC2541的简化结构框图：从中可以看出，该SoC包含了51内核、内存管理、其他外设等，而其特定的功能便为蓝牙射频功能。可以说，不同的SoC适用于不同的领域。

SoC的设计需要软硬件的同步设计。根据设计需求，进行仿真和建模，根据功能划分软件和硬件部分，在软件和硬件协同完成，经过测试，投产，便得到了所使用的SoC。

高级别的SoC芯片，比如华为海思的麒麟990——现今市面上最先进的手机处理器芯片，集成了8核CPU、16核GPU和3核NPU构成的神经网络人工智能模块、高速闪存控制模块、图像处理模块、音频和视频处理模块等等。与麒麟980相比，还增加了5G模块。这种高级别的SoC需要十分复杂的设计和加工，高端SoC芯片的CPU、GPU、NPU这些模块都得使用最先进的工艺技术，成本高、工艺复杂、成品率低。如麒麟990采用台积电7纳米加工工艺，7纳米节点大概需要4000多道工序，其中仅光刻掩膜成本就得花费上千万美元，而整体的芯片设计成本高达上亿美元。因此，整颗芯片的造价才会如此昂贵。


来源：亿佰特物联网实验室