Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Система на кристалі, або Система на чипі (від англ. System-on-a-chip, або іще SoC чи SOC) — дизайн електронної схеми, яка вміщує функціональні складові цілого пристрою (наприклад комп'ютера) на одній мікросхемі. Залежно від призначення SoC може оперувати як цифровими сигналами, так і аналоговими, аналого-цифровими, а також частотами радіодіапазону. Типовим застосуванням таких схем є широке різноманіття вбудованих систем.
Якщо не вдається розмістити всі необхідні схеми на одному напівпровідниковому кристалі, то використовується схема із декількох кристалів, розміщених в одному корпусі (System in Package — SiP). SoC вважається вигіднішою конструкцією, оскільки дозволяє збільшити відсоток придатних схем при виготовленні та спростити конструкцію корпуса.
Структура
Типова SoC вміщує:
- мікроконтролер, мікропроцесор чи процесор цифрових сигналів. Деякі схеми обладнані більше ніж одним процесором, тоді їх ще називають MPSoC (Multiprocessor System-on-Chip),
- блок пам'яті, який може працювати із такими типами пам'яті: ROM, RAM, EEPROM та флеш,
- джерело опорної частоти, наприклад кварцові генератори та ланцюги з оберненим зв'язком (phase-locked loops — цифрова система фазової автопідстройки частоти),
- таймери, лічильники та схеми затримок після увімкнення,
- стандартні інтерфейси для зовнішніх пристроїв: USB, FireWire, Ethernet, UART, SPI,
- входи та виходи цифро-аналогових і аналого-цифрових перетворювачів,
- регулятори напруги та стабілізатори живлення.
Блоки між собою можуть з'єднувати за допомогою шини власної розробки чи стандартної конструкції, наприклад стандартизована в чипах ARM. Якщо в складі чипу є контролер прямого доступу пам'яті (DMA), то за його допомогою можна заносити дані з зовнішніх пристроїв безпосередньо до пам'яті чипа, не витрачаючи процесорних ресурсів.
Розробка систем на кристалі
Для повноцінного функціонування системи програмна складова відіграє не менш важливу роль, ніж апаратна. Зазвичай розробка ведеться паралельно. Апаратна частина складається зі стандартних налагоджених блоків, для збірки програмної частини потім використовують готові драйвери. Використовують засоби розробок CAD та інтегровані програмні оболонки.
Для того, щоб переконатися в правильній роботі створеної комбінації блоків, драйвери та програму завантажують в емулятор апаратної частини FPGA. Також потрібно задати розміщення блоків і розробити міжблокові зв'язки.
Перед здачею у виробництво апаратну частину тестують на коректність із використанням мов програмування: Verilog та VHDL; а також складніших схем — SystemVerilog, SystemC, [en] та OpenVera. Близько 70% усіх ресурсів, затрачених на розробку чипу, витрачається саме на цьому етапі.
Системи на кристалі використовують менше енергії, коштують дешевше і працюють надійніше, ніж набори мікросхем із такою ж функціональністю. Менша кількість складових спрощує монтаж готового виробу. Але все ж таки, створення однієї дуже великої і складної системи на кристалі може виявитися дорожчим процесом, ніж серія малих, через складність розробки, налагодження та зменшення частки придатних виробів.
У ході проектування систем на кристалі необхідно вирішувати проблему затримок і асинхронізму сигналів. Особливо це важливо при формуванні мережевих структур. Найперспективнішим шляхом вирішення цієї проблеми вважається використання бездротових мереж на кристалі (Wireless network-on-chip, WNOC), що дає змогу уникнути обмеження класичних мереж, а також забезпечить зв'язок між наномасштабними компонентами мікросхем і макрорівнем
Компанії, які розробляють SoC
- Actions Semiconductor
- Altera
- (AMCC)
- Analog Devices
- ARM Holdings
- Atmel
- Atheros
- Axis Communications
- Broadcom
- Cirrus Logic
- (PSoC)
- Infineon Technologies
- Intel
- (Fulhua Microelectronics Corp.)
- Freescale Semiconductor
- LSI Logic
- Marvell Technology Group
- Nokia
- NXP Semiconductors (формально Philips Semiconductors)
- Samsung
- Sharp
- Silicon Integrated Systems
- STMicroelectronics
- Texas Instruments
- Transmeta
- Xilinx
Джерела
- Великі дебати: SOC проти SIP (англійською)
- Слюсар Д., Слюсар В. Беспроводные сети на кристалле – перспективные идеи и методы реализации. //Электроника: наука, технология, бизнес. – 2011. - № 6. - C. 74 - 83. [1]
Корисні посилання
- Розділ статей на SoC тематику
- Інтегральні схеми компанії TSC у лічильниках електроенергії- типове застосування змішано-сигнальних систем на чипі
- MIPS-основані Системи на чипах на сайті linux-mips.org
- Журнал Frontier
- Вбудовані процесори та Системи на Чипі короткий довідниковий посібник. Архів оригіналу за 3 січня 2013.
- представлені Системи на Чипі компанією SiliconFarEast
- HybridThreads(Hthreads) Будування програмованих напівзамовних мультипроцесорних систем на чипі із використанням гібридних CPU/FPGA компонентів.
- MicroBlaze-засновані інструкції для комп'ютерних архітектур та мови програмування Assembler для Систем-на-Чипі
- Системи-на-Чипі із використанням гібридних CPU/FPGA компонентів.
- Системи-на-Чипі із ARM процесорами всередині на www.tertiumtechnology.com
- SOCC Щорічна IEEE Міжнародна SOC Конференція
Див. також
- PSoC — програмована система на кристалі
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Sistema na kristali abo Sistema na chipi vid angl System on a chip abo ishe SoC chi SOC dizajn elektronnoyi shemi yaka vmishuye funkcionalni skladovi cilogo pristroyu napriklad komp yutera na odnij mikroshemi Zalezhno vid priznachennya SoC mozhe operuvati yak cifrovimi signalami tak i analogovimi analogo cifrovimi a takozh chastotami radiodiapazonu Tipovim zastosuvannyam takih shem ye shiroke riznomanittya vbudovanih sistem Yaksho ne vdayetsya rozmistiti vsi neobhidni shemi na odnomu napivprovidnikovomu kristali to vikoristovuyetsya shema iz dekilkoh kristaliv rozmishenih v odnomu korpusi System in Package SiP SoC vvazhayetsya vigidnishoyu konstrukciyeyu oskilki dozvolyaye zbilshiti vidsotok pridatnih shem pri vigotovlenni ta sprostiti konstrukciyu korpusa 1 Zmist 1 Struktura 2 Rozrobka sistem na kristali 3 Kompaniyi yaki rozroblyayut SoC 4 Dzherela 5 Korisni posilannya 6 Div takozhStrukturared nbsp Struktura tipovoyi sistemi na kristali pobudovanoyi na osnovi ARM mikroprocesora Tipova SoC vmishuye mikrokontroler mikroprocesor chi procesor cifrovih signaliv Deyaki shemi obladnani bilshe nizh odnim procesorom todi yih she nazivayut MPSoC Multiprocessor System on Chip blok pam yati yakij mozhe pracyuvati iz takimi tipami pam yati ROM RAM EEPROM ta flesh dzherelo opornoyi chastoti napriklad kvarcovi generatori ta lancyugi z obernenim zv yazkom phase locked loops cifrova sistema fazovoyi avtopidstrojki chastoti tajmeri lichilniki ta shemi zatrimok pislya uvimknennya standartni interfejsi dlya zovnishnih pristroyiv USB FireWire Ethernet UART SPI vhodi ta vihodi cifro analogovih i analogo cifrovih peretvoryuvachiv regulyatori naprugi ta stabilizatori zhivlennya Bloki mizh soboyu mozhut z yednuvati za dopomogoyu shini vlasnoyi rozrobki chi standartnoyi konstrukciyi napriklad standartizovana AMBA v chipah ARM Yaksho v skladi chipu ye kontroler pryamogo dostupu pam yati DMA to za jogo dopomogoyu mozhna zanositi dani z zovnishnih pristroyiv bezposeredno do pam yati chipa ne vitrachayuchi procesornih resursiv Rozrobka sistem na kristalired Dlya povnocinnogo funkcionuvannya sistemi programna skladova vidigraye ne mensh vazhlivu rol nizh aparatna Zazvichaj rozrobka vedetsya paralelno Aparatna chastina skladayetsya zi standartnih nalagodzhenih blokiv dlya zbirki programnoyi chastini potim vikoristovuyut gotovi drajveri Vikoristovuyut zasobi rozrobok CAD ta integrovani programni obolonki Dlya togo shob perekonatisya v pravilnij roboti stvorenoyi kombinaciyi blokiv drajveri ta programu zavantazhuyut v emulyator aparatnoyi chastini FPGA Takozh potribno zadati rozmishennya blokiv i rozrobiti mizhblokovi zv yazki Pered zdacheyu u virobnictvo aparatnu chastinu testuyut na korektnist iz vikoristannyam mov programuvannya Verilog ta VHDL a takozh skladnishih shem SystemVerilog SystemC e en ta OpenVera Blizko 70 usih resursiv zatrachenih na rozrobku chipu vitrachayetsya same na comu etapi nbsp Rozrahunkovij dizajn potokiv sistemi na kristali Sistemi na kristali vikoristovuyut menshe energiyi koshtuyut deshevshe i pracyuyut nadijnishe nizh nabori mikroshem iz takoyu zh funkcionalnistyu Mensha kilkist skladovih sproshuye montazh gotovogo virobu Ale vse zh taki stvorennya odniyeyi duzhe velikoyi i skladnoyi sistemi na kristali mozhe viyavitisya dorozhchim procesom nizh seriya malih cherez skladnist rozrobki nalagodzhennya ta zmenshennya chastki pridatnih virobiv U hodi proektuvannya sistem na kristali neobhidno virishuvati problemu zatrimok i asinhronizmu signaliv Osoblivo ce vazhlivo pri formuvanni merezhevih struktur Najperspektivnishim shlyahom virishennya ciyeyi problemi vvazhayetsya vikoristannya bezdrotovih merezh na kristali Wireless network on chip WNOC sho daye zmogu uniknuti obmezhennya klasichnih merezh a takozh zabezpechit zv yazok mizh nanomasshtabnimi komponentami mikroshem i makrorivnem 2 Kompaniyi yaki rozroblyayut SoCred Actions Semiconductor Altera Applied Micro Circuits Corporation AMCC Analog Devices ARC International ARM Holdings ASIX Electronics Atmel Atheros Axis Communications Broadcom Cambridge Consultants Cirrus Logic Conexant Core Logic CPU Tech Cypress Semiconductor PSoC Infineon Technologies Innova Card Intel FameG Fulhua Microelectronics Corp Freescale Semiconductor Frontier Silicon Ltd Horizon Semiconductors Imagination Technologies Lattice Semiconductor LSI Logic Marvell Technology Group MIPS Technologies Mistletoe Technologies MosChip Semiconductor Technology Naksha Technologies Nokia NXP Semiconductors formalno Philips Semiconductors NuCORE Technology Palmchip Corporation PMC Sierra Renesas Samsung Sequence Design Sharp Sigma Designs Inc SigmaTel Skyworks Solutions Inc Silicon Integrated Systems Silicon Motion SoCrates Software India Private Limited SoC Technology STMicroelectronics Tensilica Teridian Semiconductor Texas Instruments TLSI Transmeta TranSwitch Zoran Corporation Xilinx Cifrovye ResheniyaDzherelared Veliki debati SOC proti SIP anglijskoyu Slyusar D Slyusar V Besprovodnye seti na kristalle perspektivnye idei i metody realizacii Elektronika nauka tehnologiya biznes 2011 6 C 74 83 1 Korisni posilannyared Rozdil statej na SoC tematiku Integralni shemi kompaniyi TSC u lichilnikah elektroenergiyi tipove zastosuvannya zmishano signalnih sistem na chipi MIPS osnovani Sistemi na chipah na sajti linux mips org Zhurnal Frontier Vbudovani procesori ta Sistemi na Chipi korotkij dovidnikovij posibnik Arhiv originalu za 3 sichnya 2013 predstavleni Sistemi na Chipi kompaniyeyu SiliconFarEast HybridThreads Hthreads Buduvannya programovanih napivzamovnih multiprocesornih sistem na chipi iz vikoristannyam gibridnih CPU FPGA komponentiv MicroBlaze zasnovani instrukciyi dlya komp yuternih arhitektur ta movi programuvannya Assembler dlya Sistem na Chipi Sistemi na Chipi iz vikoristannyam gibridnih CPU FPGA komponentiv Sistemi na Chipi iz ARM procesorami vseredini na www tertiumtechnology com SOCC Shorichna IEEE Mizhnarodna SOC KonferenciyaDiv takozhred PSoC programovana sistema na kristali Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Sistema na kristali amp oldid 42387116