随着ETC(Electronic Toll Collection)系统的广泛推广，车载单元(On boardUnit简称OBU)的开发成为一个热点。目前市面上的OBU设备大多是用多芯片板级集成的方法实现，这种设备外形笨重、成本较高，不利于广泛推广。　　基于这种现状，北京市嵌入式系统重点实验室根据自身长期SoC(System onChip)开发设计的背景，结合已经成功开发了符合ETC通信DSRC(DedicatedShort Range Communications)协议的射频芯片、读卡器芯片、智能卡芯片等成熟产品，提出了OBU多芯片封装的设计方案。针对实验室多芯片封装的需求，开发设计OBU设备专用低功耗中央控制芯片。　　根据SoC设计流程对芯片进行开发，首先对OBU设备应用及多芯片封装进行需求分析，重点分析功能需求和低功耗的需求。随后，按照自顶向下的设计方法进行系统设计，设计出以M8051EW为核心，内置存储器管理单元及64KbytesEFALSH、2KBytesROM等存储器，外设SPI、UART、ISO/IEC7816等通信接口的系统架构。对其存储器管理模块、外设接口模块及时钟复位模块等关键部分进行重点设计，并通过RTL实现。　　系统的低功耗设计是论文的研究重点。在低功耗需求分析的基础上，根据OBU系统的特殊工作需求，提出了系统层的多种功耗优化方法:工作模式划分、动态电源管理及动态频率管理。利用电源门控、多电源电压域、时钟分频及动态选择、门控时钟等多种技术进行低功耗设计。　　功能验证和功耗估计是本设计的重要内容。针对该项内容，首先搭建仿真验证平台，利用NC-Verilog对芯片进行全面的仿真验证，重点验证了存储器管理单元及外设接口单元。其次搭建FPGA测试平台对芯片进行系统级行为验证，制定软硬件协作的测试计划、测试系统与射频芯片及读卡器芯片的通信验证。最后利用Power Compiler对低功耗的设计进行功耗的估计，并整理功耗仿真结果，针对设计的功耗优化方案分析优化力度。　　本论文的研究工作包括了SoC设计流程的各个方面，最终完成了OBU专用中央控制芯片的设计，该芯片已经在SMIC0.18μm EFLASH工艺下成功流片。设计直接支持了OBU多芯片封装方案的实现，这是OBU技术领域的一大进步，为我国的ETC系统的推广提供了技术基础。另外，本设计属于典型的SoC设计，研究内容对小型SOC设计一定的参考价值和借鉴意义。