System-on-a- chip ( SoC , single-chip system ; angolul System-on-a-Chip, SoC ) egy elektronikus áramkör , amely egy teljes eszköz (például egy számítógép ) funkcióit látja el, és egy egyetlen integrált áramkör .
A céltól függően digitális jeleket és analóg, analóg-digitális, valamint rádiófrekvenciákat egyaránt tud működtetni. Általában hordozható és beágyazott rendszerekben használják .
Ha nem lehetséges az összes szükséges áramkört egy félvezető kristályon elhelyezni, akkor több, egyetlen csomagban elhelyezett kristály sémáját alkalmazzák (Eng. System in a package , SiP). A SoC jövedelmezőbb kialakításnak tekinthető, mivel lehetővé teszi a megfelelő eszközök százalékos arányának növelését a gyártás során, és egyszerűsíti a ház kialakítását.
Egy tipikus SoC a következőket tartalmazza:
A programozható SOC-k gyakran tartalmaznak programozható logikai mátrixblokkokat – PLA-kat, a programozható analóg-digitális SOC-k pedig programozható analóg blokkokat is.
A blokkokat szabadalmaztatott buszon vagy szabványos kialakítással, például AMBA [1] segítségével lehet csatlakoztatni ARM chipekben . Ha a chip rendelkezik közvetlen memóriaelérési vezérlővel ( DMA ), akkor azzal nagy sebességgel lehet adatokat bevinni külső eszközökről közvetlenül a chip memóriájába, a processzormagot megkerülve.
A rendszer működéséhez a szoftver nem kevésbé fontos, mint a hardver. A fejlesztés általában párhuzamosan történik. A hardverrészt szabványos hibakereső blokkokból állítják össze, a szoftverrész összeállításához a megfelelő blokkok beállításához kész szubrutinokat használnak, amelyek megvalósítják a szükséges eljárásokat és funkciókat, amelyeket az angol nyelvű szakirodalom gyakran „drivernek” nevez. . CAD fejlesztési automatizálási eszközöket és integrált szoftverhéjakat használnak .
Annak érdekében, hogy a létrehozott blokkkombináció megfelelően működjön, az illesztőprogramok és a program betöltődik a hardveres emulátorba ( programozható áramköri chip , FPGA ). Ezenkívül be kell állítani a blokkok helyét és ki kell alakítani a blokkok közötti kommunikációt.
A gyártás megkezdése előtt a hardver helyességét a Verilog és a VHDL nyelvek , valamint az összetettebb áramkörök, a SystemVerilog , SystemC , e és az OpenVera segítségével tesztelik . A teljes fejlesztési erőfeszítés 70%-át ebben a szakaszban költik el.
Az SoC-k kevesebb energiát fogyasztanak, olcsóbbak és megbízhatóbbak , mint az azonos funkcionalitású lapkakészletek . A kevesebb ház leegyszerűsíti a telepítést. Egy nagy és összetett rendszer chipen történő tervezése és hibakeresése azonban drágább, mint egy sor kicsi rendszer.
A rendszerek chipen történő tervezésénél meg kell oldani a késleltetések és a jel deszinkronizálás problémáját. Ez különösen fontos a hálózati struktúrák kialakításánál. A probléma megoldásának legígéretesebb módja a vezeték nélküli hálózatok chipen történő használata (Wireless network-on-chip, WNOC), amely megkerüli a klasszikus hálózatok korlátait, valamint kommunikációt biztosít a nanoméretű mikroáramkörök komponensei és a makroszint között. [2] .
| Digitális processzortechnológiák | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Építészet | |||||||||
| Instruction Set Architecture | |||||||||
| gépszó | |||||||||
| Párhuzamosság |
| ||||||||
| Megvalósítások | |||||||||
| Alkatrészek | |||||||||
| Energiagazdálkodás | |||||||||
| Egylapos számítógépek | |
|---|---|