經(jīng)過十多年的研究、開發(fā)和部分生產(chǎn)之后，令人感到荒謬的是：系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)既是有著每年1000億美元市場(chǎng)的主流技術(shù)，也是仍然在探索實(shí)現(xiàn)其最初承諾的處女地。

通過最初定義的任何定制或包含邏輯的半定制設(shè)計(jì)，嵌入式處理器和嵌入式存儲(chǔ)器SoC已經(jīng)發(fā)展到占據(jù)ASSP和ASIC市場(chǎng)的壓倒多數(shù)的地位，在2005年大約占整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)營業(yè)收入的1/3。這種定義來源于“恐龍時(shí)代”的0.6微米和0.5微米工藝節(jié)點(diǎn)，代表了當(dāng)時(shí)的主流技術(shù)成就，但是，距離真正的“一個(gè)芯片上的系統(tǒng)”依然遙遠(yuǎn)。

在1995年所奠定的基礎(chǔ)，到了2006年已經(jīng)遍地開花，目前，在芯片中嵌入處理器內(nèi)核不再稀奇或是充滿挑戰(zhàn)的技藝。強(qiáng)大的微處理器內(nèi)核僅僅占幾個(gè)平方毫米的面積，其中包括外圍設(shè)備，甚至在0.13微米這樣的主流工藝節(jié)點(diǎn)上構(gòu)建。當(dāng)今，不包含某種類型嵌入式處理器的ASIC或ASSP已經(jīng)非常少見，而且實(shí)際上每一顆芯片都具有某種類型的存儲(chǔ)器。因此，對(duì)SoC的古老定義幾乎毫無意義，因?yàn)樗紦?jù)壓倒多數(shù)的ASIC和ASSP市場(chǎng)，我們估計(jì)SoC占90%以上的生產(chǎn)收入，而滿足該定義的基于單元的設(shè)計(jì)活動(dòng)的百分比甚至更高。

新構(gòu)建的模塊

從任何意義上說，大多數(shù)符合現(xiàn)有SoC定義的半定制器件并未預(yù)示朝著在芯片上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成的發(fā)展已經(jīng)完結(jié)——實(shí)際上恰好相反。對(duì)于許多芯片，問題在于“該芯片包含處理器模塊嗎？”而不是“該芯片包含幾顆微處理器芯片？”

在設(shè)計(jì)鏈中所有部分的持續(xù)進(jìn)步有助于使即將來臨的SoC的演變成為可能，各種額外的系統(tǒng)功能類型正越來越多地被合成一體，如可配置微處理器、嵌入式DRAM和嵌入式非易失性存儲(chǔ)器(NVM)。
領(lǐng)先的可配置處理器供應(yīng)商，如Tensilica公司，為設(shè)計(jì)工程師提供一種定制微處理器的能力，從而滿足他們的特定系統(tǒng)要求，甚至于遠(yuǎn)到向指令集中添加專門的指令。這樣的處理器可以更為有效地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用處理，并且具有比通用微處理器低得多的功耗，兩類器件肩并肩地——有時(shí)侯是一個(gè)器件的多種實(shí)現(xiàn)——集成在芯片上的事情正變得越來越常見。

存儲(chǔ)器選項(xiàng)也被擴(kuò)大了，盡管現(xiàn)實(shí)有時(shí)并未盡如人意。嵌入式DRAM的應(yīng)用幾乎有十年之久了，然而，在若干利基市場(chǎng)之外仍然沒有獲得廣泛的應(yīng)用。新的應(yīng)用如個(gè)人媒體播放器可能會(huì)扭轉(zhuǎn)潮流，但是，可被購買用于便攜式更換的商用DRAM芯片還是很難被取代。

非易失性存儲(chǔ)器的背后

iSuppli公司樂觀地看待嵌入式NVM的未來，然而，該技術(shù)已經(jīng)從“技術(shù)上可能”的領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到了“經(jīng)濟(jì)上可行”的階段。目前，要跨越鴻溝邁向主流應(yīng)用將需要最新的要素，即應(yīng)用需求。隨著安全性問題的出現(xiàn)，數(shù)字版權(quán)管理、顯示驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)、芯片序列編號(hào)和其它應(yīng)用都將從小容量的嵌入式NVM獲益匪淺，諸如Impinj、eMemorySoftware和KilopassTechnology等公司從創(chuàng)業(yè)之初就已經(jīng)牢固地鎖定這些應(yīng)用，從而成為了相當(dāng)大的企業(yè)。

從現(xiàn)在算起十年之后，目前領(lǐng)先的65nm技術(shù)將加入到“恐龍時(shí)代”的行列，而上述技術(shù)將跟嵌入式SRAM一樣獲得廣泛的應(yīng)用，或至少做到這樣，如果設(shè)計(jì)工程師需要它們的話。

新的嵌入式功能、模塊和技術(shù)將浮現(xiàn)在最前沿，人們那時(shí)候?qū)⒁蝗缂韧鶉L試對(duì)系統(tǒng)級(jí)芯片作出意味深長(zhǎng)的定義。

將來總有一天、總有一種應(yīng)用會(huì)讓真正的SoC閃亮登場(chǎng)，但是，現(xiàn)在這仍然是一個(gè)無法啟及的目標(biāo)。更合適地說，是向著難以捉摸的終點(diǎn)繼續(xù)前進(jìn)的一段插曲，然而，每前進(jìn)一步都將為所有涉足其間的人們帶來切實(shí)的好處。

JORDANSELBURN

isuppli市場(chǎng)智能組首席分析師

jselburn@isuppli.com

他最新的研究報(bào)告標(biāo)題為“Puttingthe’System’inSystemonaChip(把系統(tǒng)置于系統(tǒng)級(jí)芯片之上)”。