Soc芯片的案例
淺談多核心CPU和SoC芯片及其工作原理！
前言：現在的CPU或SoC基本都是在單芯片中集成多個CPU核心，形成通常所說的4核、8核或更多核的CPU或SoC芯片。為什么要采用這種方式？多個CPU 核心在一起是如何工作的？CPU核心越多就一定越好嗎？帶著這些問題，筆者查閱了一些資料，學習了相關概念和要點并編輯成此文，試以通俗的語言來回答這些專業問題。文章一方面可作為自己的一個學習記錄，另一方面也希望對讀者有參考作用，不準確的地方歡迎討論和指正。
要說明什么是多核心CPU或SoC芯片，首先要從CPU核心(Core)說起。我們知道，CPU是中央處理器(Central Processing Unit)的英文簡稱，它具有控制和信息處理的能力，是電腦和智能設備的控制中樞。如果把傳統CPU芯片中的封裝和輔助電路(例如引腳的接口電路、電源電路和時鐘電路等)排除在外，只保留完成控制和信息處理功能的核心電路，這部分電路就是CPU核心，也簡稱CPU核。一個CPU核心基本上是一個完全獨立的處理器，它可以從內部存儲器中讀取指令，并執行指令指定的控制和計算任務。
如果把一個CPU核心和相關輔助電路封裝在一個芯片中，這個芯片就是傳統的單核心CPU芯片，簡稱單核CPU。如果把多個CPU核心和相關輔助電路封裝在一個芯片中，這個芯片就是多核心CPU芯片，簡稱多核CPU。當然，多核心CPU芯片會包含更多的輔助電路，以解決多個CPU核心之間的通信和協調問題。
如果在多核心CPU芯片中再集成一些其它功能部件和接口電路，就形成了完整的系統，那么這個芯片就變成了多核心SoC芯片了，簡稱多核SoC。在不嚴格區分的情況下，SoC也可以稱為CPU。
圖1用ARM的單核心CPU和多核心CPU進行舉例。圖中紅色虛線框標出的部分就是一個個的CPU核心，圖1a是ARM Cortex-A8基于ARMv7微架構的單核心CPU芯片的示意圖。
展開 4/19 大型SoC全芯片的ESD簽核詳解
Ansys于2022年正式推出基于Seascape分布式大數據架構的新一代SoC全芯片ESD簽核平臺Pathfinder-SC，可幫助計劃、驗證和簽核，以及全芯片SoC設計的完整性和ESD的穩健性。
4月19日，『大型SoC全芯片的ESD簽核詳解』網絡研討會即將上線，本次會議主要介紹Pathfinder-SC的產品特點及如何使用Pathfinder-SC進行SoC全芯片的ESD簽核，歡迎SoC后端設計工程師，SoC ESD設計工程師預約本次活動了解更多詳情。
時間
4月19日（星期二），16:00-17:00
講師介紹
成捷 | Ansys半導體事業部技術支持經理
Ansys半導體事業部技術支持經理，主要負責Totem/PathFinder/Helic等產品的支持。對模擬及混合信號設計的功耗、電源完整性、可靠性及電磁串擾等問題有較全面的理解和豐富的經驗。
費用
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展開 報名 | 大型SoC全芯片的ESD簽核詳解
Ansys于2022年正式推出基于Seascape分布式大數據架構的新一代SoC全芯片ESD簽核平臺Pathfinder-SC，可幫助計劃、驗證和簽核，以及全芯片SoC設計的完整性和ESD的穩健性。
4月19日，『大型SoC全芯片的ESD簽核詳解』網絡研討會即將上線，本次會議主要介紹Pathfinder-SC的產品特點及如何使用Pathfinder-SC進行SoC全芯片的ESD簽核，歡迎SoC后端設計工程師，SoC ESD設計工程師預約本次活動了解更多詳情。
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展開 Si24R03高集成度低功耗RISC-V無線SOC芯片智慧畜牧場景應用說明
Si24R03高集成度低功耗RISC-V無線SOC芯片智慧畜牧場景應用說明
一、芯片核心特性概述
Si24R03是一款面向物聯網場景打造的高集成度低功耗RISC-V無線SOC芯片，具備超低功耗、少引腳設計、寬電壓供電三大核心優勢，可有效降低終端硬件設計復雜度與整機功耗，適配各類低功耗傳感監測終端需求。芯片外設資源豐富且精簡易用，片上集成高精度ADC、LVD、UART、SPI、I2C、定時器、喚醒模塊、獨立看門狗、RTC實時時鐘及2.4G無線射頻收發單元，可覆蓋大多數物聯網終端外設(2.4G私有協議）對接與數據傳輸需求。
SI24R03芯片內核采用RISC-V RV32IMAC架構，主頻性能可達2.6 CoreMark/MHz，運算能力足以支撐終端側數據預處理、傳感數據校準等輕量化計算需求。原廠為芯片配套了完善的調試工具與標準化函數庫，可大幅簡化項目開發難度，有效縮短終端產品研發周期，幫助客戶快速完成產品落地。
二、核心功能模塊適配優勢
（一）高精度ADC測溫能力優勢
SI24R03芯片內置13~16位可調高精度ADC，測溫采集分辨率優于市面常規12位藍牙SOC，溫度采樣精度更高、響應更靈敏，能夠精準捕捉牛、羊、駱駝等牲畜細微體溫波動，顯著提升活體體溫監測可靠性，為牲畜疫病預警、健康狀態研判提供高可信度的數據支撐。
SI24R03 NTC測溫功耗表現：
條件：發射間隔10S，2.4G 在7dBM,發送10個字節的前提條件下，芯片的整體功耗為幾十個uA；實際應用場景下，還可以繼續優化相關功耗問題。
展開 
HS6621CM-C是一款集成32 bit CPU、Flash和Audio的BLE/2.4G 的多模無線SoC芯片
HS6621CM-C是一款集成32 bit CPU、Flash和Audio的BLE/2.4G 的多模無線SoC芯片，內置64kB SRAM、512kB Flash以及GPIO、SPI、I2C、UART、語音ADC，SAR ADC等多種接口與設備，在單顆芯片上集成了各種2.4GHz物聯網標準所需的所有特性和功能， 32pin 5x5 QFN封裝；
架構特征如下：
1. 內置32位ARM? Cortex?-M4F, 芯片主頻可達48MHz
2. 內置64kB SRAM, 512kB Flash
3. BLE/2.4GHz RF收發器可配置工作在1Mbps標準兼容的BLE模式、2Mbps增強的BLE模式、125/500kbps BLE模式、和私有1Mbps、2Mbps模式，所有模式都支持FSK/GFSK/調制
4. BLE Mesh：支持128/256個節點組網，同時可控制8/16個分組，支持超過200個節點無延遲開關控制和實時狀態更新
5. 豐富的外設和接口：17個GPIO、2*SPI（Master/Slave）、I2C（Master/Slave）、I2S、UART、16bit語音ADC，12bit GPADC
6. 高性能數字麥克風、Codec (I2S)、模擬麥克風輸入，PWM聲音頻輸出;
芯片內部框圖如下
應用場景
適用于各種人機交互和物聯網設備，如可穿戴設備、智能遙控器、智能玩具以及智能家居設備等
展開 聚焦芯片：GPU,CPU,SOC,DSP,FPGA,ASIC,MCU,MPU，GPP，ECU等都是什么？
隨著自動駕駛的發展，ECU的概念進一步升級，更為流行的說法是域控制器，其無外乎就是把MCU變成了SoC（片上系統），同時集成了更多的外圍設備而已。目前域控制器搭載的主流通用芯片（GPP）多采用SoC的芯片設計方法，通過HDL語言在SoC內由電路集成各種功能芯片。在SoC中各種組件（IP核）采用類似搭積木的方法組合在一起。IP核（諸如典型的ARM內核設計技術）被授權給數百家半導體廠商，做成不同的SoC芯片。還可能集成GPU、編解碼器（DSP）、GPS、WiFi藍牙基帶等一系列功能。如果看一下高通或者TI的芯片，基本是一個ARM核控制整體運算，一個DSP處理語音編解碼， 一個GPU負責圖像運算，一個基帶和天線處理模塊負責通信，以及GPS，安全加密等林林總總的特殊芯片。
過去極端情況下自動駕駛的原型處理器功耗可以高達5000W，不僅昂貴且需要搭載額外的散熱裝置。SoC和ASIC的發展給我們帶來很多啟示，回到我經常提及的貫穿整個自動駕駛系統的靈活性。在新的SoC世界里，你不會從不同的供應商那里組裝物理元件。相反，你從不同的供應商那里組裝IP從而獲得更好的集成度，也因此更容易降低功耗和成本。
軟硬件的匹配設計
大部分自動駕駛算法公司都想定制或自制ASIC/SOC計算平臺，原因還有另一個層面來源于軟硬件的匹配問題。算法的性能與硬件設計往往脫離不開。追求模塊化就要犧牲利用率。要提高利用率就需要軟硬件一體設計。你的算法是用GPU合適還是CPU合適，網絡模型一次用多少內存又同時使用多少MAC，由此來設計芯片。或者說反過來給定一個芯片，我的算法要如何兼容，是否要減少內存訪問次數提高利用率，還是要遷移部分CPU基于規則的算法，改為用GPU基于深度學習來實現。
展開 采用32位RISC雙核架構的高性能雙核低功耗無線音頻SoC芯片-BP2668Ax
高性能音頻SoC（System on Chip，系統級芯片）是一種將音頻處理所需的核心功能高度集成于單一芯片的集成電路，廣泛應用于真無線耳機、智能音箱、語音交互設備等場景。
信號輸入與數字化：外部模擬音頻信號（如環境聲或麥克風拾音）通過 ?ADC（模數轉換器）? 轉換為數字信號，供后續數字處理使用。
數字信號處理（DSP）：音頻SoC內置?DSP（數字信號處理器）? 或專用音頻加速器，執行以下關鍵算法：?主動降噪（ANC）?：采集環境噪音并生成反向聲波抵消。回聲消除（AEC）?、?噪聲抑制（ANS）?：提升語音通話清晰度。音頻編解碼?：支持如LC3、aptX、LHDC等編碼格式，實現高效壓縮與還原。
無線通信與數據傳輸：集成 ?藍牙/BLE射頻模塊?（如支持BT/BLE 6.0、Auracast、LE Audio等），實現低延遲、高穩定性的音頻流傳輸。射頻性能指標如發射功率（較高15dBm）、接收靈敏度（-99dBm）保障連接質量。
控制與系統管理：由?CPU（如ARM Cortex-M/A系列）? 協調各模塊，運行實時操作系統，管理任務調度、功耗模式切換等。部分SoC還集成?NPU（神經網絡處理器）?，支持本地語音喚醒、聲紋識別等AI功能。
輸出與功耗優化：處理后的數字信號經?DAC（數模轉換器）? 轉回模擬信號，驅動揚聲器或耳機。采用?低功耗設計?（如超低功耗電路、多電源域管理），在復雜算法下仍保持長續航。
工采網代理的BP2668Ax是一款面向智能音頻應用的高性能音頻SoC芯片。采用32位RISC雙核架構，集成FPU、FFT加速器和AI加速器，支持SIMD和DSP指令，集合強大算力、高保真音頻與低功耗特性。支持豐富的音效處理算法，如專業卡拉OK算法、回聲消除、人聲激勵等。
展開 PAN107x是一款集成了Bluetooth LE 5.3和2.4GHz雙模無線收發電路的SOC芯片
PAN107x是一款集成了Bluetooth LE 5.3和2.4GHz雙模無線收發電路的SOC芯片。該無線收發電路工作于2.400–2.483GHz世界通用ISM頻段。
PAN107X系列中2.4G專屬協議兼容nRF24L01P,CC2500部分（不開）通信協議
PAN107x內置512KB程序存儲器和48KB的SRAM存儲器。此外，它配置了豐富的外設，涵蓋高達21個GPIO、8路PWM、1個32位定時器、2個24位定時器、1路I2C、2路UART、2路SPI、7通道ADC、WDT、WWDT、USB2.0（全速）、32K RC自動校準等。
PAN107x適用于高精度室內定位(AoA)、無線鼠鍵、LED燈控以及電子貨架標簽等應用領域。
主要特性：
1. 32位MCU（M0），最高主頻48MHz
2. Flash：內置512KB，支持深度睡眠模式
3. SRAM：48KB
4. eFuse：128B
5. 低功耗
- 接收模式：2.5mA@1Mbps（DCDC）
- 發射模式：5.06 mA@0dBm（DCDC）
- 待機模式：0.28uA
- 待機模式（SRAM保留）：1.88uA（支持GPIO / XTL / RCL喚醒）
- 深度睡眠模式：3.37uA（All Logic Retention，GPIO、XTL、RCL可喚醒）
6. 時鐘
- 32MHz RC&XTAL
- 32.768KHz RC&XTAL
- DPLL（48MHz）
7.
展開 技術討論｜從手機SoC看未來智能汽車SoC
在百人會的“重塑汽車核心供應鏈新格局”會議上，提及未來三年是車載操作系統的關鍵窗口期，也提及了智能汽車的SoC芯片的重要性。從目前的情況來看，在智能座艙和智能駕駛兩個領域的SoC芯片，正和操作系統在做一輪匹配式發展，車企習慣了花100美金以上來購買這類芯片——換言之想干這方面的設計，光是設計的投入就會越來越大。
參考目前手機SoC的市場格局，然后對座艙的SoC（下期）和智能駕駛的SOC（下下期）做一些展望。
在英偉達的AI服務器訓練芯片遇到交付問題以后，很多事情確實要考慮下，如果沒有供應我們該怎么辦。
▲圖1.未來3年的操作系統的窗口期
Part 1
手機SOC的份額
隨著華為遇到問題，中國的手機芯片的情況就一言難盡。2022上半年中國智能手機SoC約為1.34億顆，同比下降約16.9%，手機需求大幅下滑，影響很大的還是SoC。
●聯發科占比約為42.1%，同比增加約7% ，主要占據2000元內的低端市場（約為65.3%）；
●高通占比約為35.3%，同比增加約2%，在2000-3999元的中端市場（約為49.2%）；
●蘋果占比約為16.3%，同比增加約2%，主要在4000-5999元（70.1%）與6000元（77%）以上高端與超高端市場中。
▲圖2.手機SoC芯片的情況
如果拆分垂直整合，主要從安卓和鴻蒙來看，全球范圍內的價格區間也是聯發科和高通在不斷挺進。
▲圖3.2021年全球安卓+鴻蒙手機SOC市場
從技術層面來看，高通在SoC的優質體驗方面，計算（CPU、DSP、GPU）、人工智能（NPU）、連接（4G、5G sub-6GHz、5G mmWave、Wi-Fi6/ 6E）、安全性或游戲功能，高度優化的 RFFE 組件是提供高級連接體驗的關鍵。
展開 車系統級芯片SoC：汽車系統級芯片概覽及AEC-Q100車規
SoC，系統級芯片，汽車系統級SoC主要面向兩個領域，一是駕駛艙，二是智能駕駛，兩者的界限現在越來越模糊。隨著汽車電子架構的演進，新出現了網關SoC，典型的代表是NXP的S32G274A。通常網關SoC不需要太強算力，不過S32G274A有4個Cortex-A53內核，達到低端座艙的水準。
Orin是一個典型的智能駕駛SoC，包含存儲管理、外圍、CPU、GPU和加速器。CPU、GPU、AI加速器以及連接子系統的總線或片上網絡(NoC)是SoC的核心，因此本文將對應這四個部分分四個章節帶大家深入了解汽車SoC。目錄如下：
汽車SoC定義
廣義而言，汽車領域算力稍強（2K DMIPS以上）的MCU都可算是SoC。
上圖是SoC IP供應商Arteris 的IPO材料，Arteris認為平均每輛車有23個SoC。
一個典型的SoC結構包括以下部分：
1.至少一個微處理器(MPU)或數字信號處理器(DSP)，但也可以有多個處理器內核;
2.存儲器可以是RAM、ROM、EEPROM和閃存中的一種或多種;
3.一種振蕩器及鎖相環電路，用以提供時間脈沖信號；包括計數器及計時器，外設電源電路
4.各種標準的連線接口，如USB、火線、以太網、通用異步收發和序列周邊接口等;
5.電壓調理電路及穩壓器。
SoC設計流程
SoC設計流程
系統級芯片主要包括硬件與軟件兩個方面，軟件方面用來控制硬件方面的微控制器，微處理器或者數字信號處理器內核及外部設備與界面。系統級芯片設計過程主要為其軟硬件協同設計。
隨著系統級芯片集成度的不斷提高，設計工程師不得不盡量采用可復用設計思想。
展開 奔馳NTG7座艙和HERMES3車聯系統
NTG7 主機的三塊板
下面這塊是運行Linux的主要終端，采用英偉達的SOC芯片，并且配了一塊巨大的冷卻板。
▲圖5. NTG的SOC主板
在上面這個之外，運行RTOS的備份板主要實現主要的通信功能，作為主控系統的Co-Pilot，并且集成了藍牙和無線的功能。
▲圖6. NTG7里面的電源和主要備份板
在下面這塊板里面做了獨立的無線功能，可實現獨立的功能。
▲圖7. NTG7主機里面的通信板
Part 2 NTG 7 RSU
這個單元在S級里面使用，是一個后排娛樂系統的風冷模塊。從接口上來看，包含Main（通信接口）、視頻接口、高清、USB和藍牙和無線接口。
▲圖8. RSU是一個風冷模塊
整個模塊分成通信和圖像兩塊大板子。
▲圖9. RSU的結構分解
圖像主板的接口主要包括視頻、高清和USB這三部分，其中USB在說明書中主要負責讀取外部的存儲介質，來實現輸入讀取；整個圖像芯片主要用的英偉達的SOC芯片，為了散熱做了特殊的處理，其中還有塊冷卻的金屬支撐板。
▲圖10. RSU圖像子板的正反面
散熱的范圍主要包括座艙SOC芯片，和附近的內存，下面這個散熱的風扇是由圖像板進行控制的。
▲圖11. RSU主板的散熱風扇和巨大的金屬板
這塊板主要包括兩個接口，藍牙+無線和主要的通信接口，根據之前的接口框圖主要對電源進行接入和控制。
▲圖12. RSU通信主板的正反面
小結：從目前的情況來看，類似奔馳這樣的，光是一個座艙娛樂系統搞得就特別復雜，需要把大量的功能全部集中在一個域里面就挺費勁的。但是從每塊板子的實際情況來看，很多地方使用率并不高，可能對于整體智能座艙的功能有太多冗余和分散考慮的情況。
展開 
科普 | 一文解讀汽車芯片知識
消費芯片巨頭進軍汽車芯片
商業模式
傳統汽車芯片廠為Tier2，MCU交到Tier1做成ECU、DCU等控制器產品。但隨著汽車向車載計算平臺發展，具備提供軟硬件全棧能力SoC芯片供應商或成為新Tier1。如英偉達對接小鵬、地平線對接長安、Mobileye對接吉利等。
SoC芯片供應商或成為新Tier1
05 結束語
汽車芯片出現短缺，直接原因是，疫情影響外加芯片廠家過度集中導致芯片產能不足的結果；根本原因是，汽車芯片廠家發展速度與汽車電子化、智能化和新能源汽車快速發展對汽車芯片的剛性需求的不匹配。
參考文獻：
中汽中心：芯片短缺對汽車行業影響分析
中金：汽車芯片：自動駕駛浪潮之巔
車規級芯片IC等級及其特點
車東西：芯片巨頭的自動駕駛之戰
展開 從28nm到7nm，一張圖看懂麒麟芯片進化史
來源：內容來自快科技
從2009年試水智能手機處理器開始，憑借多年技術攻關和不計成本的研發投入，華為麒麟芯片已然成為國產移動Soc的代表作，CPU、GPU性能達到一線水準，具備了和全球頂尖手機芯片抗衡的實力。去年發布的麒麟970芯片率先內置NPU神經網絡運算單元，搶先敲開智能手機向智慧手機轉型的大門，讓人工智能技術真正在手機上落地，在AI運算能力上領先高通驍龍、蘋果A系列競品。
8月31日，華為將于德國柏林IFA2108發布新一代麒麟芯片——麒麟980，這是全球首款商用7nm SoC，代表著麒麟芯片的最高水平。預計，麒麟980將在CPU、GPU性能上再次大幅提升，同時對內置NPU神經網絡運算單元進行升級，變得更加“聰明”。
今日，華為終端官方總結了麒麟芯片的發展簡史，從全球首款四核SoC的麒麟910，到開創手機智慧時代的麒麟970，華為技術一次次創新突破，制程工藝大幅提升，手機性能得到狂飆突進。
麒麟910：28nm，全球首款四核SoC芯片，匹配Mali 450MP4 GPU圖形處理器。
麒麟920：28nm，全球首款八核SoC芯片，率先支持LTE Cat.6。
麒麟930：28nm，64位八核SoC芯片，Soft SIM支持“天際通”功能。
麒麟950：首款16nm，A72、Mali T880首加持，自研SIP技術大幅提升拍照體驗。
麒麟960：16nm，首款商用A73、Mali-G71、UFS2.1，內置安全引擎inSE。
麒麟970：10nm，華為首款人工智能移動計算平臺，HiAI移動計算架構。
展開 被智能家居帶火的“低端芯片”
復旦微各系列 MCU 芯片產品介紹及應用領域
復旦微的智能電表 MCU 在國家電網單相智能電表 MCU 市場份額占比排名第一，累計智能電表 MCU 出貨量超 4 億顆，覆蓋國內包括江蘇林洋、威勝集團、杭州海興、寧波三星、浙江正泰、河南許繼、杭州炬華、深圳科陸等在內的絕大部分表廠。
華大半導體實際是從16位MCU起步的，目標是超低功耗方向，華大半導體的MCU主要用于“白電”的主控、顯控、電機變頻的大規模生產上，在小家電上擁有廣泛的分布，在工業也擁有類似匯川這樣的頭部企業。
※ SoC芯片
同MCU相比，SoC往往算力更強，集成的功能更豐富，能支持運行多任務的復雜系統，價格也更昂貴。SoC一般承擔運行計算的任務（例如實現語音識別功能），MCU大多用于執行控制（例如電機驅動）。
這一賽道的國產半導體企業包括：晶晨股份、瑞芯微、全志科技、富瀚微、恒玄科技、北京君正等。
晶晨股份主營業務為多媒體智能終端 SoC 芯片及無線連接芯片，其 S 系列 SoC 芯片被中興通訊、創維、小米、阿里巴巴、Google、Amazon 等名廠商采用；其 T 系列 SoC 芯片解決方案已廣泛應用于小米、海爾、TCL、創維、海信、百思買、亞馬遜、Epson、Sky 等；AI音視頻系統終端芯片則打入百度、Google、Amazon、小米的智能音箱的供應鏈。
全志科技主要芯片產品下游應用領域及應用示例
全志科技的R系列SoC進入天貓精靈智能音箱、石頭科技掃地機以及美的智能空調供應鏈；科大訊飛翻譯筆搭載 V 系列產品，騰訊企鵝極光盒子搭載 H 系列產品；在無線通信領域，小谷智慧點讀筆搭載 XR 系列芯片；在智能語音交互領域，小度在家搭載 AC 系列芯片。
瑞芯微智能SoC芯片，主要應用AIoT 產品。
展開 毫米波雷達創業企業和誰在競爭？
▲圖9.Vayyar的第一代芯片
●Uhnder
Uhnder獲得了不少車企以及森薩塔的投資，推出的是雷達SoC芯片，包括12TX / 8×2 RX 77/79 GHz MIMO收發器、數字信號處理、存儲器和接口，也是類似一種通用型打法。
▲圖10.Uhnder 的SOC芯片
小結：隨著芯片工藝壁壘的打開和需求的提升，4D毫米波雷達的市場從Tier1的角度來看，很快就是一個紅海市場（芯片廠家越來越介入和成長），傳感器市場也將被逐漸拉平了。
