System-on-a- chip ( SoC , single-chip system ; anglicky System-on-a-Chip, SoC ) je elektronický obvod , který plní funkce celého zařízení (například počítače ) a je umístěn na jediný integrovaný obvod .
V závislosti na účelu může provozovat jak digitální signály, tak analogové, analogově-digitální i rádiové frekvence. Obvykle se používá v přenosných a vestavěných systémech .
Pokud není možné umístit všechny potřebné obvody na jeden polovodičový krystal, použije se schéma více krystalů umístěných v jednom pouzdru (angl. System in a package , SiP). SoC je považován za ziskovější design, protože umožňuje zvýšit procento vhodných zařízení při výrobě a zjednodušit konstrukci pouzdra.
Typický SoC obsahuje:
Programovatelné SOC často také obsahují programovatelné logické maticové bloky - PLA a programovatelné analogově-digitální SOC také obsahují programovatelné analogové bloky.
Bloky lze připojit pomocí vlastní sběrnice nebo standardního provedení, jako je AMBA [1] v čipech ARM . Pokud má čip řadič přímého přístupu do paměti ( DMA ), pak jej lze použít k rychlému zadávání dat z externích zařízení přímo do paměti čipu, čímž se obejde jádro procesoru.
Pro fungování systému je software neméně důležitý než hardware. Vývoj se obvykle provádí paralelně. Hardwarová část je sestavena ze standardních odladěných bloků, pro sestavení softwarové části se používají hotové podprogramy pro nastavení odpovídajících bloků, které implementují potřebné postupy a funkce, které se v anglicky psané literatuře často nazývají „drivers“. . Používají se nástroje pro automatizaci vývoje CAD a integrované softwarové shelly .
Aby vytvořená kombinace bloků fungovala správně, jsou ovladače a program nahrány do hardwarového emulátoru ( programovatelný obvodový čip , FPGA ). Je také nutné nastavit umístění bloků a vytvořit meziblokovou komunikaci.
Před uvedením do výroby je hardware testován na správnost pomocí jazyků Verilog a VHDL a pro složitější obvody SystemVerilog , SystemC , e a OpenVera . V této fázi je vynaloženo až 70 % celkového úsilí o vývoj.
SoC spotřebují méně energie, stojí méně a fungují spolehlivěji než čipové sady se stejnou funkčností. Méně pouzder zjednodušuje instalaci. Návrh a odladění jednoho velkého a složitého systému na čipu je však dražší než řada malých.
Při návrhu systémů na čipu musíte vyřešit problém zpoždění a desynchronizace signálu. To je zvláště důležité při vytváření síťových struktur. Nejslibnějším způsobem, jak tento problém vyřešit, je použití bezdrátových sítí na čipu (Wireless network-on-chip, WNOC), které obejdou omezení klasických sítí a také zajistí komunikaci mezi součástmi mikroobvodů v nanoměřítku a makroúrovní. [2] .
| Technologie digitálních procesorů | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Architektura | |||||||||
| Architektura instrukční sady | |||||||||
| strojové slovo | |||||||||
| Rovnoběžnost |
| ||||||||
| Implementace | |||||||||
| Komponenty | |||||||||
| Řízení spotřeby | |||||||||
| Jednodeskové počítače | |
|---|---|