为了更高的设计灵活性和更好地满足设计要求,需要可配置的处理器IP,但“灵活性”和“要求”仍然是相当模糊的概念描述。采用可配置处理器IP的动机将在下面详细解释。
将原有的多芯片系统集成到SoC中的目的是为了节省系统的电路面积,同时节省实现成本。但要把原来的多芯片集成到单芯片上,就要权衡大部分电路功能,甚至要牺牲一些规格、性能和功能。因此,在设计过程中,将尽一切努力减少每个功能的电路面积。由于具有更高的灵活性,可配置处理器IP可以将“电路面积”作为第一需求,配置占用面积最小的处理核心。
很多SoC都是在手持应用中使用的,而手持应用不仅要争取芯片尺寸小,还要注重功耗,因为手持设备的电池电量是有限的。另外能源成本越来越高,机房设备用的芯片也不得不注意省电。其他种类的应用芯片也有类似的趋势。因此,当配置可配置处理器IP时,它可以针对功耗进行优化。
如果可以通过电路面积和功耗来配置,也可以从计算效率的角度来配置,特别是对于硬实时控制的应用。其实处理器最重要的特性一直是性价比。近年来,我们开始关注每瓦功耗的性能。
使用处理器IP需要支付技术授权费,并且在SoC设计完成并投入量产后,每片SoC出厂后会抽取一笔量产版税。为了降低许可费、版税等成本,可以采用可配置的方法来降低这方面的成本。例如,如果不需要浮点运算单元,可以在配置设计时将其放弃,要求将数字信号处理单元放入该单元。通过逐项权衡增减,即使不能降低“技术许可费/量产版税”的成本,也可以降低整体的“技术许可费/成本”,细化电路面积,进而细化芯片生产成本(类似于上面提到的第一个动机)。
SoC有许多应用,一些是数码相机(DSC) SoC,一些是便携式媒体播放器(PMP) SoC,或者导航机(PND) SoC。不同的SoC有不同的应用设计,比如DSC SoC不注重音频处理,而PND SoC只注重静态视频处理和简单的音频处理。但我们需要关注的是数字信号处理(接收卫星定位信号后的相关处理),而PMP和STB(视频机顶盒)关注的是动态、高质量的音视频处理和信号处理(接收和处理节目信号)。