一种新型SoC启动方案的设计与实现

来源：电讯技术杂志2020年第12期北京时间：

作者：黎霖,宋树祥

单位：(广西师范大学 电子工程学院，广西 桂林 541004)

摘要：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 0.13 μm 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 mm2，其中启动控制器面积仅为0.3 mm2。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。

关键词：片上系统；启动控制器；片外SD卡；Cortex-M0；

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61361011)；广西自然科学基金项目(2017GXNSFAA198363)