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芯片云（Cloud-of-Chips，CoC）是高度可扩展和可组合的系统，不仅像传统SoC一样在系统设计时使用RTL组装，也可以采用3D-IC集成技术在集成电路（IC）封装时组装。CoC系统的实际实现不仅需要解决单个IC中不同功能块之间的可扩展、可配置和安全通信问题，还需要解决单个封装中不同IC之间的可扩展、可配置和安全通信问题，以及相同或不同PCB上不同封装之间甚至不同系统之间的可扩展、可配置和安全通信问题。
芯片云（CoC）架构的最大特点是广泛的可扩展性；这种方法可应用于任何规模的系统，从小系统（几十个功能块）到有几千个功能块的大系统。我们的新架构称为CoC ，类似于云计算范式的无限可扩展性。CoC概念是指大量互连的IC和IC内核，它们可以具有不同的通信速度和层次级别。IC内核正在使用先进的集成技术，如2.5D和3D。CoC模板架构是一种灵活且可扩展的SoC，可以根据应用需求轻松进行重新配置。该架构可以改变特性，例如路由逻辑、传输路径、优先级和ic集群。模板架构和计算集群在设计时耦合，可以在运行时处理通信方案和安全特性。图1展示了一个PCB，其中包含一个由多个相同IC组成的封装，每个IC可能有许多功能IP核。
换句话说，芯片云是多个集成电路（IC）的集成，其中每个IC可以是包含高性能和低性能核心的多个管芯的组合。此外，这些IC可以是图形处理单元（GPU）、密码处理器、加速器或这些IP块的组合。该解决方案具有高度的可扩展性和低成本，因为它可以适应要求的任何应用程序。图2示出了具有两个子系统的集成电路的集合：一个高性能子系统和另一个高性能子系统采用密码单元进行密码操作。
为了在上述级别实现CoC的概念和系统可配置性，我们建议使用软件定义网络（SDN）的概念。每个IC集成一个软件可编程控制器。所有控制器都向中央硬件控制器报告。两级结构支持IC级和PCB级的高效通信。分组转发以SDN方式处理。源IP核心将数据包报头转发到板载控制器，控制器在每个NoC路由器上发回整个出口序列。每个IC上的控制器还维护用于外部IC通信的流表和组表。流规则包括频繁访问的路径，并且在未命中的情况下，分组报头被转发到中央控制器。中央控制器可以访问全局拓扑视图，并负责更新这些控制器上的流条目。一旦流条目被更新，报头分组被分配一个路由，其余分组将遵循相同的路由。
CoC式适合各种应用的独特平台，它利用现有的芯片，通过在设计时重叠许多步骤，具有根据应用的主要设计规范来创建任何SoC的能力。在IC流片后，SDNoC（一种特定于应用的软件定义网络）可以将子系统集成到同一系统中。例如，在选定的内核之间启用专用路径，可以根据应用需求创建高性能子系统、低功耗子系统或两者的混合。此外，在航空、医学或汽车等特定应用中，嵌入式加速器甚至可以在运行时连接或断开每个已配置的子系统。由于IP模块的数量可以在设计时和运行时配置，CoC可以支持几种潜在的应用。
（1）云计算服务/物联网
这是由多种不同设备组成的通用异构系统，但当前的系统缺乏异构设备之间的兼容性，这增加了部署的总成本。由于高可扩展性，CoC可以根据应用程序的需求进行调整。
（2）移动和高性能计算
正处于不断发展的阶段，对硬件创新提出了挑战，这确实需要在芯片上嵌入大量功能。上市时间的压力和实施成本可以用CoC来处理，通过使用现有的功能管芯，CoC减少了当前2D系统的迭代和耗时的设计流程。
（3）医疗仪器
医疗仪器是异构架构，包括许多处理器和加速器。通过在同一封装上组合不同的CMOS技术，CoC使得在性能和成本之间进行权衡变得可行。
（4）航空/航天和汽车系统
传统上，航空/航天和汽车系统使用专用设备上的许多控制模块来管理外围传感器。所有这些设备都连接到一个中央单元，以便整个系统统一操作。CoC通过将所有外围设备集成在同一个封装上，采用2.5D和3D堆叠集成，从安全角度提高了可靠性，并提高了系统性能。
查询进一步信息，请访问官方网站 http://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141933121001411。（Lisa WU, 365PR Newswire）
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