Kevin eMbedded WebLog

// Register Inference
// download from: http://www.fpga.com.cn

module reginf(d, clk, clr, pre, load, data,
              q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7);

    input d, clk, clr, pre, load, data;
    output q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7;
    reg q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7;

    // Register with active-high Clock
    always @(posedge clk)
        q1 = d;

    // Register with active-low Clock
    always @(negedge clk)
        q2 = d;

    // Register with active-high Clock & asynchronous Clear
    always @(posedge clk or posedge clr) begin
        if (clr)
            q3 = 0;
        else
            q3 = d;
    end

    // Register with active-low Clock & asynchronous Clear
    always @(negedge clk or negedge clr) begin
        if (!clr)
            q4 = 0;
        else
            q4 = d;
    end

    // Register with active-high Clock & asynchronous Preset
    always @(posedge clk or posedge pre) begin
        if (pre)
            q5 = 1;
        else
            q5 = d;
    end

    // Register with active-high Clock & asynchronous Load
    always @(posedge clk or posedge load) begin
        if (load)
            q6 = data;
        else
            q6 = d;
    end

    // Register with active-high Clock & asynchronous Clear & Preset
    always @(posedge clk or posedge clr or posedge pre) begin
        if (clr)
            q7 = 0;
        else if (pre)
            q7 = 1;
        else
            q7 = d;
    end

endmodule

题外话，其实这是今天和一个好友的聊天记录，拿来做这篇“接触SoPC(3)”也不错。

～～

比如说 ，你的手机的处理器90％都是使用ARM芯片的，但却可能是不同芯片设计公司生产的。也许是三星公司做的ARM芯片，也许是ATMEL公司做的ARM芯片，也许是其他别的公司做的ARM芯片。这些公司是拿了ARM公司的授权，然后在ARM内核周围加上了自己的外围模块，然后流片，最后交付不同的手机生产公司。所以虽然都叫做ARM芯片，其实是不同芯片设计公司的产品，只是因为它们的内核都是ARM内核，所以通称ARM芯片。

这种芯片的设计方法叫做SOC（片上系统，或者系统芯片）。在每个芯片交付手机设计厂的时候，这个芯片的内部结构是已经固定的，就是平时见到的一个小硅片。手机设计厂只能拿来用，不能更改芯片的内部结构，不能改变芯片的性能。
这样做有好处，流片以后的芯片成本很低，而且每个芯片设计公司能够保证芯片稳定。当手机设计厂拿到芯片的时候，只要看懂芯片手册，然后开始做自己的产品就行了。不用去考虑流片的成本、流片失败的可能性（不是没个设计都能流片成功的，只有大公司才能担负起流片失败那些白投的银子）。  

可惜，嵌入式领域和桌面机领域最大的不同就是可定制性要求很强，不像pc机，intel或者amd只要推出面向高端＆面向低端，以及不同的主频的处理器就基本能满足市场的需求。每个人买cpu的时候区别的也就是主频多少、是P4还是赛扬（或者是速龙还是毒龙）。嵌入式处理器就要求有不同的外围接口、处理器速度、片上RAM多少、片上ROM多少、功耗、有没有硬件乘除法器等等。这样一来，一个排列组合之后，同一个系列的处理器下面有十几款甚至几十款几百款处理器，这些繁多的处理器极大的满足了不同厂商针对不同应用背景的产品需求。

对于芯片设计厂来说，正是使用了SOC设计方法，才可能在很短的时间内推出一个大系列的芯片。 因为SOC的设计思想就是搭积木： 把处理器、外围接口、存储器等等都做成模块，不同模块之间的搭配组成了不同的芯片。

但是，随着嵌入式应用越来越广泛，电子系统规模越来越大，出现了两个问题。

1）即便是这么多芯片制造商提供这么多系列的处理器，仍然不能满足所有的应用背景。举个例子，有人想做手机，觉得这个芯片功耗低，却不带usb控制器；那个芯片带usb控制器，片上的RAM又不够大。。。。所有，就需要一种为做产品的设计者提供更专一芯片的设计方法。这种设计方法完全能够为应用背景提供唯一的芯片，满足各种要求。具体来说，就是能够达到“告诉我你需要包含什么样内容的芯片，我就能给你”的目标。

2）电子系统规模越来越大，一个系统会包含比以前多得多的芯片。比如手机，以前一块电路版上只要一个GSM/GPRS模块（用来和GSM网络通信），一个处理器，一个电源芯片，一个存储器，一些外围接口的控制芯片，这样就能构成最简单的手机了。现在的手机呢？又要mp3，又要照相，还要红外、蓝牙。。。。多一个功能，如果在不换原来架构的前提下，就要增加一个芯片。最直观的，现在的手机电路版肯定比以前的复杂，包含的芯片一定比以前的多。在电路版上面增加芯片数量，就意味着功耗增加、设计复杂度增加、出错率增加、稳定性降低。最好的解决办法就是把这些新增的芯片连同原来的芯片，再集成成为一个新的芯片。

刚才说了，流片的缺点是开发周期长、一次性投入高，开发技术难度高（涉及半导体物理）。。。

既要解决这两个问题，又要不增加成本，缩短开发周期。FPGA制造商提出了基于FPGA的SOC设计方法－－SOPC。那个P就是可编程的意思。就是说，SOPC既可以给你针对你的应用背景，你自己来设计芯片，又可以减低你流片的成本、技术难度、缩短设计周期。
不过，还得明确的是，SoPC不是万能的，它专门为了那些没有芯片能够满足的领域。

如果你现在要做手机，几乎没有人会用sopc做。 因为芯片设计厂早就认识到手机市场，他们已经专门为手机用SOC设计了芯片，他们担负了流片费用，卖给手机制造商也就几十、几百块一片。从这个角度，SoPC比买现成的芯片贵。

如果现在你要做的东西很特殊，市面上没有芯片能满足你，或者说即便有芯片能满足你，你用20片芯片搭起来的电路存在很多问题。那么，在这种情况下，为了要一个你自己设计的芯片，你要自己承担流片的费用。相比起来，SoPC就便宜很多了。

一句话总结，SoPC是针对那些特殊的、专一的、能够承受一定成本的领域的芯片构造技术。