随着集成电路集成度的持续提高,将几个功能模块集成在一块芯片上的片上系统(SoC, System On Chip)设计越来越常见。本文介绍了一个基于龙芯一号IP核的税控SoC芯片的软件系统设计,并结合该芯片调试和优化过程给出了一些经验。本文首先介绍了boot loader的设计,包括其设计原则、设计流程和主要特点。Bootloader设计工作直接影响SoC的验证和调试,本文结合实践经验总结了在Bootloader级的一些调试方法。本文接着介绍了嵌入式操作系统的移植。我们为龙芯税控SoC芯片移植了Linux、eCosII、uCOS/II三种各具特色的操作系统。本文给出了这些操作系统的特点以及主要的移植工作。运行操作系统能对SoC进行更全面的测试,但是在操作系统级出现问题定位难度比boot loader中更大。本文进一步给出了在操作系统中的一些调试方法和经验。为了优化SoC性能,本文对龙芯税控SoC设计的总线性能进行了详细分析,并成功地解释了软件测试中观察到的以太网MAC IP核总线饥饿现象。对于这个问题,本文通过对MAC缓存(FIFO)结构的分析提出了针对轮回优先算法的解决方案,并给出了理论上可行的缓存参数。