System-on-a- cip ( SoC , sistem single-chip ; engleză System-on-a-Chip, SoC ) este un circuit electronic care îndeplinește funcțiile unui întreg dispozitiv (de exemplu, un computer ) și este situat pe un un singur circuit integrat .
În funcție de scop, poate opera atât semnale digitale, cât și frecvențe analogice, analog-digitale, precum și radio. Utilizat în mod obișnuit în sisteme portabile și încorporate .
Dacă nu este posibilă plasarea tuturor circuitelor necesare pe un cristal semiconductor, se folosește o schemă de mai multe cristale plasate într-un singur pachet (Eng. System in a package , SiP). SoC este considerat un design mai profitabil, deoarece vă permite să creșteți procentul de dispozitive adecvate în fabricație și să simplificați designul carcasei.
Un SoC tipic conține:
SOC-urile programabile includ adesea și blocuri de matrice logică programabilă - PLA-uri, iar SOC-urile programabile analog-digital includ și blocuri analogice programabile.
Blocurile pot fi conectate folosind o magistrală proprietară sau un design standard, cum ar fi AMBA [1] în cipurile ARM . Dacă cipul are un controler de acces direct la memorie ( DMA ), atunci acesta poate fi folosit pentru a introduce date cu viteză mare de la dispozitive externe direct în memoria cipulului, ocolind nucleul procesorului.
Pentru funcționarea sistemului, software-ul nu este mai puțin important decât hardware-ul. Dezvoltarea se realizează de obicei în paralel. Partea hardware este asamblată din blocuri standard depanate; pentru a asambla partea software, se folosesc subrutine gata făcute pentru configurarea blocurilor corespunzătoare, care implementează procedurile și funcțiile necesare, care sunt adesea numite „driver” în literatura de limba engleză. . Sunt utilizate instrumente de automatizare a dezvoltării CAD și shell-uri software integrate .
Pentru a vă asigura că combinația creată de blocuri funcționează corect, driverele și programul sunt încărcate în emulatorul hardware ( un cip de circuit programabil , FPGA ). De asemenea, este necesar să se stabilească locația blocurilor și să se dezvolte comunicații între blocuri.
Înainte de a fi pus în producție, hardware-ul este testat pentru corectitudine folosind limbajele Verilog și VHDL și pentru circuite mai complexe, SystemVerilog , SystemC , e și OpenVera . Până la 70% din efortul total de dezvoltare este cheltuit în această etapă.
SoC-urile consumă mai puțină energie, costă mai puțin și funcționează mai fiabil decât chipset-urile cu aceeași funcționalitate. Mai puține carcase simplifică instalarea. Cu toate acestea, proiectarea și depanarea unui sistem mare și complex pe cip este mai costisitoare decât o serie de sisteme mici.
Când proiectați sisteme pe un cip, trebuie să rezolvați problema întârzierilor și a desincronizării semnalului. Acest lucru este deosebit de important în formarea structurilor de rețea. Cea mai promițătoare modalitate de a rezolva această problemă este utilizarea rețelelor fără fir pe un cip (Wireless network-on-chip, WNOC), care va ocoli limitările rețelelor clasice, precum și va asigura comunicarea între componentele microcircuitului la scară nanometrică și nivelul macro. [2] .
| Tehnologii de procesoare digitale | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Arhitectură | |||||||||
| Arhitectura set de instrucțiuni | |||||||||
| cuvânt mașină | |||||||||
| Paralelism |
| ||||||||
| Implementări | |||||||||
| Componente | |||||||||
| Gestionare a energiei | |||||||||
| Calculatoare cu o singură placă | |
|---|---|