系统芯片（System on Chip,SoC）又称片上系统，它将电子系统的功能集成在一块芯片上。系统芯片本质上是一种以嵌入式处理器为基础，集成多种功能模块与外围接口的复杂集成电路。系统芯片设计是芯片规模和复杂度不断增加后为提升设计效率而产生的一种方法，它将处理器，存储器，外设接口等多种功能模块的整个系统集成到一个芯片上，是一种比专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit,ASIC）集成度更高的芯片形态。典型的系统芯片如图5-93所示，其包含了处理器，存储器和各种外设功能模块（IP核），它们之间通过总线互连。

系统芯片设计任务包含IP核的集成，软硬件协同设计，系统功能验证，可测性设计，低功耗设计等技术。IP（Intellectual Property）的字面意思是知识产权，在系统芯片中的IP核特指为实现特定功能的电路模块，它能够被不同的设计整体复用，也可以整体出售给第三方。IP核复用是指把成熟的IP核直接集成到系统芯片中，显著缩短了设计研发周期。软硬件协同设计技术是指根据系统应用需求，定义合理的软硬件架构，主要考虑的指标有成本，性能，功耗和存储器架构等。

系统芯片中各个IP核之间，各个功能模块之间的连接电路称为胶连逻辑。系统功能验证是指通过仿真等方法，测试系统的实际运行是否满足定义的要求，帮助设计者更好地改进产品的过程。可测性设计技术用于检查芯片制造过程中的错误，区分出有缺陷的芯片和正常芯片，主要包括扫描链技术，存储器自检测技术和边界扫描技术等。低功耗设计技术用以降低系统芯片的各方面功耗，主要包括门控时钟技术，多电源电压域技术，电源供电关断技术，电压与频率调节技术等。

系统芯片的种类较多，按照系统芯片中处理器的数量进行分类，系统芯片可分为单核系统芯片和多核系统芯片。单核系统芯片多用于单一控制类应用。多核系统芯片主要应用于大规模计算，流媒体处理等应用场景。按照可靠性进行分类，系统芯片可分为高可靠性系统芯片和消费级系统芯片。高可靠性系统芯片主要用于航空航天，军工，汽车等领域，消费级系统芯片应用于消费电子产品。从硬件逻辑可编程角度来看，系统芯片可进一步区分为硬件可编程系统芯片（PSoC）和传统硬件不可编程系统芯片。硬件可编程系统芯片采用硬件可编程逻辑技术，它拥有硬件可编程能力，具有灵活的设计方式，功能可重构，可扩充和可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。