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1、1,SoC芯片规划与设计,2,Review,时钟的非理想化时钟偏差时钟抖动最常用的时钟分布技术H树形时钟分布同步电路和异步电路,3,累计流片20余次10多种SoC芯片65nm，千万门级设计经验,几款SoC芯片的版图,SEP071865nm TSMC,4,Samsung 6410,4,5,Samsung S5PV210,5,6,Telechips 8900,6,7,SEP0718,8,8,SEP0718结构图,9,工作站14,瘦客户机30,SUN 大型服务器,HP server20,矢量信号源,可编程电源,频谱分析仪,网络分析仪,逻辑分析系统,6GHZ混合信号测试,深亚微米EDA软件,芯片设计环
2、境,10,SoC芯片的组成,SoC芯片应包括哪些模块？,系统总线,嵌入式微处理器内核,存储器/存储器控制器,中断控制器,DMA控制器,锁相环,电源管理模块,定时器,RTC,通用GPIO,通信控制,11,芯片量产流程,芯片需求分析 芯片定义模块划分电路设计验证物理设计流片封装ATE测试,板级模块测试系统级测试稳定性测试产品样机产品小批量芯片量产,11,市场调研产品定义 方案设计芯片需求,12,视频数据采集SoC芯片的设计,13,功能需求,用摄像头（如手机用的针孔摄像头）拍摄视频，分辨率大约在320*240，把视频数据流进行简单加密，然后把加密后的视频数据流存放入microSD卡中。用专用的PC机
3、软件把microSD卡中的文件进行解密解码后在PC机上播放出来。要求可以配置每秒钟拍几帧图像，可配置为1、2或3秒拍一张，最多配置为每秒拍15张。,14,功能需求（续）,根据用户提出的要求，研发包含两部分内容，一部分是芯片设计，一部分是桌面视频播放软件设计。,15,功能需求（续）,芯片设计功能可接驳标准的嵌入式CMOS Sensor摄像头（标准手机内嵌的摄像头模块）；最大播放帧数 15帧/S，用户可以通过桌面软件配置播放帧数；拍摄的视频图像以数据流形式直接存入SD卡对视频数据流进行简单的加密电池供电，片内集成1.8V LDO低功耗，预计可支持不低于4个小时的视频采集和存储,16,功能需求（续）
4、,PC端桌面软件功能PC端桌面软件可以通过串口对芯片进行配置桌面软件可以读取SD卡内的视频图像，并解密解压播放,17,需求分析（1）,用摄像头拍摄视频,Camera接口模块把摄像头传送来数据转换成为可通过总线读取的信号,18,需求分析（2）,把拍摄的视频数据流进行简单加密,加密可把每个byte的数据进行1、3、5、7位取反,19,需求分析（3）,把视频数据流存放入microSD卡中,SDIO控制器负责控制SD卡的数据传送，把从总线上接收的视频数据流传送到SD卡中先发出初始化SD卡的命令，收到SD卡回复信号后，开始按block往SD卡传送数据,20,需求分析（4）,用专用的PC机软件把micro
5、SD卡中的文件进行解密和编码后在PC机上播放出来。,PC端软件：解密编码成MPEG4并播放,21,需求分析（5）,要求可以配置每秒钟拍几帧图像，可配置为1、2或3秒拍一张，最多配置为每秒拍15张。,可通过串口配置软件PC端有一个串口配置程序SoC上的嵌入式软件收到UART中断后在中断服务程序中可配置定时器。定时器中断发生后开始拍摄视频。SoCUART、Timer,22,需求分析（6）,尽量减少外接电路，上电后即从片上存储器读出程序并执行。,在视频芯片中设计一个ROM，程序固化在ROM中。,23,需求分析（7）,低速运行，时钟频率为20MHz,PLL或者RC振荡器,24,24,产品定义,监控产品
6、摄像头拍摄视频，麦克风录制声音把视频进行编码，把声音进行压缩，减少数据量编码、压缩后的数据存放在SD卡中通过PC可从SD卡读取音视频数据，并进行回放220V有源供电具体参数摄像头像素，30万、1M、2M？接口？视频分辨率，CIF、VGA、D1、720p、1080p？视频帧率，15fps、30fps？视频压缩，MPEG2、H.264、MPEG4？音频采样率，8K、16K、44.1K、48K？音频精度，8bit、10bit、16bit、24bit？音频压缩，ADPCM、MP3？SD存放数据时间长度，1小时、2小时、24小时？尺寸大小要求、功耗要求、成本、使用环境,25,产品指标,摄像头：100万3
7、00万像素，并行数据口视频分辨率：D11080p视频帧率：15fps视频压缩格式：H.264音频采样率：16KHz音频精度：16位音频压缩格式：8bit ADPCMSD卡存储数据长度：24小时,26,26,方案设计,硬件方案AC-DC摄像头麦克风主芯片其它配套硬件？SD卡PCB外壳,软件方案SD卡读写软件音视频回放软件SoC内部软件？,27,芯片需求和定义,功能分析录音录视频SD卡存储,芯片定义ADCCAMERA I/F+ENCODERSD控制器ADPCM压缩,Is this enough to start the chip design?,28,芯片定义,系统总线AMBA AHB/APB/AXI内核ARM7/9/11功耗管理PMU中断控制器INTC存储器FLASH/RAMI2S/AC97+AUDIO ADCDC-DC/LDO?,问题摄像头如果配置？SD卡容量是否够大？如果不够怎么办？是否需要远程控制？功能模块如何互连？音质要求如何？芯片成本如何核算？芯片功耗要求？设计周期？设计投入？,29,结构框图,?,30,芯片设计框图,31,工作路线,0.13um SMIC 工艺第一步，前仿真第二步，FPGA功能验证工作步骤芯片定义和功耗评估、第三方IP评估，明确功能单元设计划分芯片功能设计桌面软件设计FPGA验证和芯片功能设计改进评估流片计划,
