持续自研旗舰芯片：将使用户以及使用者的体验变得越来越好

SoC的定义多种多样，由于其内涵丰富、应用范围广，很难给出准确定义。一般说来， SoC称为系统级芯片，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。

SOC，或者SoC，是一个缩写，包括的意思有：1)SoC：System on Chip的缩写，称为系统级芯片，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。2)SOC： Security Operations Center的缩写，属于信息安全领域的安全运行中心。3)民航SOC：System Operations Center的缩写，指民航领域的指挥控制系统。4)一个是Service-Oriented Computing，“面向服务的计算”5)SOC(Signal Operation Control) 中文名为信号操作控制器，它不是创造概念的发明，而是针对工业自动化现状提出的一种融合性产品。它采用的技术是正在工业现场大量使用的成熟技术，但又不是对现有技术的简单堆砌，是对众多实用技术进行封装、接口、集成，形成全新的一体化的控制器，可由一个控制器就可以完成作业，称为SOC。6)SOC(start-of-conversion )，启动转换。7)SOC：short-open calibration， 短开路校准。

ARM Cortex系列是ARM公司推出的基于ARMv7架构、使用高性能的Thumb-2指令集的32位嵌入式微处理器核。主要有三种款式，分别是Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M。其中Cortex-M系列主要用于低功耗、低成本的嵌入式应用。本文用于SoC(System on Chip)设计的Cortex-M3核便属于该系列。该处理器核凭借其高性能、低功耗、低成本和开发方便等特点，受到了各厂商的青睐。STMicroelectronics、NXP Semiconductors、ATMEL等都竞相推出各自基于Cortex-M3核的SoC。由于Cortex-M3核的结构与传统ARM核有很大区别，因此基于Cortex-M3的SoC架构设计也有与以往不同的特点。不同的架构对芯片整体性能影响很大。本文使用CoreMark对实际芯片作了性能测试，其结果证明了SoC架构对芯片性能的影响。

处理器核对SoC架构最大的影响是其总线接口。传统的ARM处理器使用单一总线接口。如ARM7处理器采用冯诺依曼结构，指令和数据共用一条总线，从而核外部为单总线接口[1];ARM9虽然使用了哈佛结构，核内部指令总线和数据总线分开，但这两条总线共用同一存储空间，且在核外共用同一总线接口[2]。使用单一总线接口的弊端是取指和取数据无法并行执行，效率相对较低。

Cortex-M3的结构如图1所示。Cortex-M3采用了多总线结构，在核外有ICode、DCode、System三个总线接口[3]。其中，ICode和DCode总线接口使得在地址空间Code区中的取指和取数据分开并行执行，而System总线使得在地址空间SRAM区中的取指和取数据使用同一总线接口，无法并行执行。

12月19日上午消息，在近日的OPPO 2022未来科技大会上，OPPO发布了多项新技术，其中包括第二颗自研芯片——蓝牙音频SoC芯片马里亚纳Y、为万物互融提供“数智大脑”安第斯智能云，以及健康业务品牌OHealth首个家庭智能健康监测仪概念产品H1。此外，OPPO还在大会期间展示了新一代智能眼镜OPPO Air Glass 2，一体玻璃概念系列手机，以及第三代四足机器人、潘塔纳尔智慧车空间等创新产品。

OPPO副总裁、研究院院长刘畅表示：“在这个充满挑战与不确定性的变革时代，OPPO始终坚持技术投入，坚持科技致善，践行作为一家科技公司的创新本分。依托马里亚纳、潘塔纳尔、安第斯三大计划，OPPO希望最终实现‘芯云一体，多端融合’。这既是OPPO布局三大核心技术的顶层战略牵引，也是实现万物互融的必然路径。“

会后，OPPO副总裁、研究院院长刘畅，OPPO芯片产品高级总监姜波，OPPO数智工程事业部总裁刘海锋，OPPO健康实验室负责人曾子敬四位高管接受了媒体采访，对OPPO此次发布的新技术和产品进行解读。

刘畅表示，目前整个行业的发展趋势是，传感器越来越多，设备越来越多，而且很多用户不止一个设备，但设备的协同，以及我们对于全局智能的需求，尤其是人工智能对算力、对连接的需求也越来越大。这些需求的背后都需要有底层的技术来支撑，芯和云就是两个很核心的底层技术。有了核心底层技术，就可以让未来的用户以及使用者的体验变得越来越好。这是OPPO必须要抓住的技术趋势。

海量数据正在推动汽车ADAS应用采用64位处理器。从分布式架构到更集中的ECU的转变更为普遍，由于ECU是集成的，ADAS SoC变得非常复杂，需要最新的半导体性能、半导体工艺技术以及ADAS域控制器SoC的其他技术：

·采用以太网管理包括时间敏感数据在内的大数据量，减少点对点布线

·LPDDR4/4x以高达3200MB/s及更高的速率运行，从而加快了汽车级SoC中的DRAM运行

·MIPI标准，如MIPI相机串行接口和显示串行接口，在成像和显示应用程序中提供高性能连接

·PCI Express为4G无线通信或未来的5G无线通信和外部SSD提供高可靠性的处理器到处理器连接

·5G和IEEE标准，如802.11p，用于提供进出云的地图或图像的实时更新，以及车对车或车对基础设施的通信

·硬件和软件中的网络安全协议，用于保护通过USB、WiFi或蓝牙连接的数据

·传感器和控制子系统减轻主机处理器压力，并融合传感器数据，以管理传感器提供的不同类型的数据

·更先进的制造工艺技术，从传统的90纳米、65纳米和40纳米到更先进的16纳米、14纳米甚至7纳米FinFET工艺

安全关键应用正在显著增加ADAS SoC的采用率。但是，ADAS SoC以及包括集成到SoC中的IP在内的所有半导体组件，都必须符合ISO 26262功能安全标准。

满足ISO 26262功能安全标准要求

ISO 26262是一个标准，定义了汽车系统故障对四个不同汽车安全完整性等级(ASIL)的影响：A、B、C和D;ASIL D是最高级别的功能安全。ISO 26262标准定义了汽车开发组织在为安全关键系统开发产品时必须实施和遵守的所有流程、开发工作和标准。ISO 26262标准的关键目标之一是通过以下方式最大限度地减少对所有类型的随机硬件故障的脆弱性，包括永久故障和瞬时故障：

·开发产品时定义功能安全要求

·严格实施开发过程

·定义安全文化

·实施安全功能，以尽量减少硬件故障的影响

·评估和分析安全功能的影响，以确保降低硬件故障风险

ISO 26262认证过程包括多个步骤、规则和报告，并且必须从产品开发的初始阶段开始。例如，开发团队生成的故障模式影响和诊断分析(FMEDA)报告，从功能安全角度提供了有关遵守ISO 26262的所有信息。该报告由设计和验证工程师创建，是ASIL评估的关键组成部分，不仅用于证明合规性，还用于设计目标和开发结束时的流程评审。

专职的安全经理与开发组织分开，他们接受过全面培训能，能够监控开发过程、里程碑和产品审查，确保在标准定义的整个SoC开发流程中完成所有文档和可追溯性。FMEDA报告还包括对安全特性、开发和验证的总结。它清楚地记录了产品中包含的安全特性，以及这些产品如何对注入其中的随机故障作出反应。FMEDA报告是强制性的，并提供给参与产品审查过程的所有各方。