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    以網(wǎng)絡(luò)通信、軟件和微電子為主要標(biāo)志的信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，既為我們提供了一個(gè)前所未有的發(fā)展機(jī)遇，也營(yíng)造了一個(gè)難得的市場(chǎng)與產(chǎn)業(yè)環(huán)境。隨著電子工業(yè)中納米技術(shù)的突破，以往電子工程師們擅長(zhǎng)的電路設(shè)備正在一步步被IC設(shè)計(jì)所取代。也正是由于這種小型化的趨勢(shì)，使得SoC（System on Chip）成為超大規(guī)模集成電路(VLSI)的發(fā)展趨勢(shì)和新世界集成電路的主流。

    1 x86構(gòu)架的SoC

    對(duì)于計(jì)算機(jī)的核心―CPU來說，從應(yīng)用的角度可將其分為主要的三類：x86 CPU、嵌入式CPU和其它高性能CPU。x86 CPU是指PC用的CPU，即x86體系結(jié)構(gòu)的CPU，主要是Intel公司的CPU，也包括AMD和威盛（Cyrix）等公司與其兼容的CPU；嵌入式CPU是指應(yīng)用了各種小型、專用信息設(shè)備里的CPU，主要是以低價(jià)格、低功耗為特征，著名的有ARM、MIPS等公司的CPU；其它高性能CPU是指用于于服務(wù)器和超級(jí)計(jì)算機(jī)中的高性能64位CPU，例如Alpha、UltraSparc、PowerPC等等。人們常說的“通用CPU”，一般是指x86 CPU。上述所謂“通用”或“專用”的分類都是不大嚴(yán)格的，例如ARM公司的CPU是“嵌入式CPU”，但它也非常通用；x86 CPU是“通用CPU”，但它也可以用在嵌入式設(shè)備上，而且現(xiàn)在x86 CPU的性能很高，在服務(wù)器上也有廣泛的應(yīng)用。所以，這些分類都是相對(duì)的，只是在一定程序上反映這些CPU的特性。

    SoC的出現(xiàn)，尤其是x86構(gòu)架的SoC擴(kuò)展了嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)也推出了嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式軟件的發(fā)展，使得消費(fèi)類電子產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域更加寬廣。

    實(shí)際上，目前SoC已經(jīng)成為整個(gè)IC技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向?，F(xiàn)在，大家都在談?wù)撊?PC市場(chǎng)發(fā)展速度的趨勢(shì)、談?wù)撍^的“后PC時(shí)代”、談?wù)撔畔⒓译?。盡管2001年全球半導(dǎo)體產(chǎn)值將衰退20%以上，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有史以來最大幅度的負(fù)增長(zhǎng)，不過SoC技術(shù)的應(yīng)用卻是有增無減。2000年約有40%的ASIC設(shè)計(jì)使用SoC技術(shù)，2001年有60%以上的ASIC設(shè)計(jì)使用SoC技術(shù)，顯然這并不是一個(gè)終結(jié)數(shù)字。
 
    2 STPC

    意法半導(dǎo)體公司（STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱ST）是最早充分認(rèn)識(shí)到SoC技術(shù)對(duì)消費(fèi)電子業(yè)意義的芯片制造廠商之一。正是由于ST具有敏銳的洞察力，當(dāng)然不會(huì)放過兼容Intel x86 CPU的SoC市場(chǎng)。1995年，當(dāng)ST的新風(fēng)險(xiǎn)組織（NVG）意識(shí)到越來越多的嵌入式應(yīng)用需要構(gòu)建PC結(jié)構(gòu)的平臺(tái)，而ST也有能力和技術(shù)在單一芯片為用戶提供這樣的一個(gè)平臺(tái)時(shí)，STPC就誕生了。今天，STPC已經(jīng)能夠提供從486到PII級(jí)的、整合了芯片集的x86構(gòu)架的SoC。

    STPC高度綜合的x86 PC兼容SoC芯片家族中的3個(gè)新設(shè)備是建立在0.25μm制程技術(shù)上的。該技術(shù)允許它們提供高度綜合、低能源消耗和低成本。它們是：STPC-ELITE、STPC-CUSTOMER II和STPC ATLAS。其共有的功能如下：

    *64位、133MHz x86兼容的CPU；

    *8KB L1高速緩存；

    *轉(zhuǎn)移率為720MB/s的64位SDRAM內(nèi)存控制器；

    *PC兼容的DMA、中斷、定時(shí)控制器；

    *ISA和PCI總線控制器；

    *總線控制EIDE控制器；

    *JTAG測(cè)試端口。

    每種STPC設(shè)備的目標(biāo)都有不同類型的應(yīng)用。

    ①STPC-ELITE。

    STPC-ELITE增加的功能：

    *16線通用I/O模塊。

    ②STPC-CUSTOMER II。典型的應(yīng)用是Web盒、可訪問Web的TV和TV機(jī)頂盒、Web DVD等。

    STPC-Customer II增加的功能：

    *帶有RAMDAC的VGA/SVGA兼容的圖形加速；

    *PAL/NTSC TV視頻輸出接口；

    *視頻輸入端口。

    ③STPC ATLAS。帶有CRT或TFT LCD顯示的產(chǎn)品和終端的“上網(wǎng)產(chǎn)品/終端引擎”。典型的應(yīng)用是Internet終端、瘦型客戶機(jī)終端。

    STPC ATLAS增加的功能：

    *帶有RAMDAC的VGA/SVGA兼容的圖形加速功能；

    *TFT LCD顯示接口；

    *視頻輸入端口；

    *PS/2鍵盤和鼠標(biāo)；

    *PC兼容的雙串口和并行端口；

    *雙USB主機(jī)集線器；

    3 基于STPC ATLAS的設(shè)計(jì)應(yīng)用

    正是由于STPC為我們提供了設(shè)計(jì)PC構(gòu)架的嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)，使得嵌入式應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)更多的功能。
下文介紹AAEON一款基于STPC ATLAS的半長(zhǎng)工控主板的實(shí)現(xiàn)。該板卡可工作于各種環(huán)境中，通過DoC（Disk on Chip）或者CF卡來完成文件系統(tǒng)運(yùn)行系統(tǒng)和應(yīng)用程序。

    一、系統(tǒng)：

    ?CPU：板載STPC Atlas 133MHz System-on-chip

    ?系統(tǒng)內(nèi)存：板載64MB SDRAM

    ?芯片組：STPC Atlas System-on-chip

    ?I/O芯片組：Winbond W83977F

    ?以太網(wǎng)：Realtek 8139DL/8100BL, 10/100Base-Tx RJ-45接口x1,

    ?BIOS：AWARD 256KB FLASH ROM

    ?SSD：類型II CompactFlash插座x1，DiskOnChip支持到1GB

    ?擴(kuò)展接口：ISA接口，PC/104接頭x1

    ?工作溫度：32