今天上午開了個務虛會，和研究生一起探討了一下SoC設計的一般概念，發現很多同學根本沒有抓到SoC設計的核心?，F在趁著討論的熱度還沒有過去，現在先在這記錄一下。

SoC設計是圍繞著什么在設計？

SoC設計是圍繞著總線來開展設計的。SoC最需要掌握的核心知識點其實并不是什么SoC的概念之類的，而是微機原理課程上面講的那些總線和接口的概念。例如什么叫三總線，什么叫主（Master）什么叫從（Slave）等等。

通過掌握這些概念可以理解處理器如何通過總線把數據讀出、寫入，從而理解如何通過處理器對于整個系統芯片加以控制和管理。

在理解總線時，最核心的一點是要理解主-從模式的通信機制。既處理器作為主機，是發起通信的一方。而外設、片上存儲器作為從機，是響應主機發起的通信。更在此基礎上進一步的，需要理解總線的時序，理解在總線上發起通信到通信結束的全過程。這樣就可以理解，如何能夠通過軟件對于特定的地址空間加以訪問。

SoC如何實現IP核的集成？

要實現IP核的集成，本質上是要讓數據寫得進，結果讀得出。也就是把需要這個IP處理的數據能以某種方式輸入到這個IP核內部，在IP核在數據處理完畢以后的結果通過某種方式能夠讀出。如果這個IP本身的功能有好多種，還需要通過一個特定的方式把需要完成的功能類型傳輸給IP核。而如果結果運算完畢了，則還需要以某種方式來告知CPU現在的運算已經結束。這些都是需要由寫得進/讀得出的方式來實現的。

那么如何實現數據寫得進，結果讀得出呢？說到底就是要實現IP核在軟件層面的“可見”。要讓軟件層面可見，就需要能夠通過執行指令的方式對IP核進行訪問。如何訪問，當然是通過總線？下圖一目了然：

SoC設計上軟硬件協同如何解決？

這就要做好軟件和硬件IP核的任務劃分和規劃了。一般說來，用處理器執行的軟件部分適合完成調度、決策、判斷等管理性質的任務，而硬件IP核適合完成比較規整的運算任務。而在軟硬件的劃分邊緣，就要設置合理的寄存器組來傳遞信號和數據。

例如，我們要實現一個快速計算三角函數的電路。那就需要實現一個Cordic算法的硬件計算單元。但僅僅實現這個硬件單元還不夠，還需要編寫一段軟件代碼把外部讀取的運算數據送進去、設置需要完成的計算（Cos/Sin等）、在運算完成以后把計算的結果讀出。而在這個過程中還要有必要的握手、聯絡過程。可以依靠程序查詢的方式來完成，也可以依靠中斷的方式完成。

其實以上這些內容，不是靠學習什么《SoC設計》之類無聊的課程習得的，核心的問題都在《微機原理》里面講清楚了。然而現在很多高校的教務部門以及部分高校教師，在急不可耐的將《微機原理》趕出培養方案，而用快餐式的單片機、嵌入式系統設計或者SoC設計之類的課題替代。這種短視而愚蠢的行為，最終卻要無辜的學生買單。各位看到本博客的同學，如果你們的學校/學院也在干類似的事情，你們一定要警惕啊！