一种新型SoC启动方案的设计与实现

作者：黎霖; 宋树祥^*

来源：电讯技术, 2020, 60(12): 1491-1495.

• 片上系统
• 启动控制器
• 片外SD卡
• Cortex-M0

传统片上系统(System on Chip,SoC)启动方案中通常采用ROM(Read-Only Memory)或Flash等非易失性存储器来存储程序并引导内核启动,但是ROM在制造之后不能更改数据内容;Flash等可擦写存储器则需要专用的擦写接口,且制造费用高昂。针对以上问题,设计了SoC启动控制器和引导加载程序,通过读取片外Micro SD(Secure Digital)卡中存储的程序,提出了一种直接从片内SRAM(Static Random Access Memory)中启动SoC的新型方案,从速度、面积和成本等方面折中考虑,给出了设计过程并进行验证分析。结果表明,所设计的SoC启动控制器完成数据加载并直接从SRAM引导SoC启动。该方案采用SMIC 0.13μm CMOS 1P6M工艺流片验证测试,在800 ms内将64 kB数据加载到片上SRAM并成功引导SoC启动,系统工作频率32 MHz,SoC面积为2 mm2,其中启动控制器面积仅为0.3 mm2。相比于传统片内ROM/Flash启动方式和片外Flash加载方式,所提方案无需使用片内ROM或Flash IP核,面积减少了20%,IO管脚减少了6个,为SoC提供了一种新型的低成本启动方案。

• 单位
  广西师范大学; 电子工程学院