Система на кристалі

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

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. В залежності 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.[1]

Структура[ред.ред. код]

Типова SoC вміщує:

Блоки між собою можуть з'єднуватися за допомогою шини власної розробки чи стандартної конструкції, наприклад стандартизована AMBA в чіпах ARM. Якщо в складі чіпу є контролер прямого доступу пам'яті (DMA), то за його допомогою можна заносити дані дані із зовнішніх пристроїв безпосередньо до пам'яті чіпа, не витрачаючи процесорних ресурсів.

Система на кристалі основана на мікроконтролерах

Розробка систем-на-кристалі[ред.ред. код]

Для повноцінного функціонування системи програмна складова відіграє не менш важливу роль, ніж апаратна. Як правило розробка ведеться паралельно. Апаратна частина складається із стандартних налагоджених блоків, для зборки програмної частини потім використовуються готові драйвера. Використовуються засоби розробок CAD та інтегровані програмні оболонки.

Для того, щоб переконатися в правильній роботі створеної комбінації блоків, драйвери та програму завантажуюьб в емулятор апаратної частини FPGA. Також потрібно задати розміщення блоківі та розробити міжблочні зв'язки.

Перед здачею у виробництво апаратна частина тестується на коректність із використанням мов програмування: Verilog и VHDL; а також складніших схем — SystemVerilog, SystemC, e та OpenVera. 70% усіх ресурсів, які витрачають на розробку чіпу витрачається саме на даному етапі.

Розрахунковий дизайн потоків системи на кристалі

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.

Компанії, які разробляють SoC[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

Корисні посилання[ред.ред. код]

Див. також[ред.ред. код]

  • PSoC — програмована система на кристалі