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SOC,你真的搞懂它了嗎?
發布時間:2023-05-09 閱讀量:483 來源:必威官方网站手机網整理 作者:bebop

 SoC的定義(yi) 多種多樣,由於(yu) 其內(nei) 涵豐(feng) 富、應用範圍廣,很難給出準確定義(yi) 。一般說來, SoC稱為(wei) 係統級芯片,也有片上係統的說法,意指它是一個(ge) 產(chan) 品,是一個(ge) 有專(zhuan) 用目標的集成電路,其中包含完整係統並有嵌入軟件的全部內(nei) 容。同時它又是一種技術,用以實現從(cong) 確定係統功能開始,到軟/硬件劃分,並完成設計的整個(ge) 過程。


     一個(ge) SoC的組成包括:一個(ge) 處理器,主、次存儲(chu) 器和輸入/輸出端口。其他重要部件包括GPU、WiFi模塊、數字信號處理器(DSP)和各種外設,如USB、以太網、串行外設接口(SPI)、ADC、DAC,甚至FPGA。通常,它有多個(ge) 核。根據各種決(jue) 定因素和偏好,核心可以是微控製器、微處理器、DSP,甚至是ASIP(應用程序特定指令集處理器)。ASIP有基於(yu) 特定應用的指令集。

 

     通常,SoC使用ARM體(ti) 係結構,它屬於(yu) RISC,需要較少的數字設計,從(cong) 而使其與(yu) 嵌入式係統兼容。ARM架構比8051這樣的處理器更節能,因為(wei) 與(yu) 使用CISC架構的處理器相比,使用RISC架構的處理器需要更少的晶體(ti) 管。這也降低了散熱和成本。


  SoC定義(yi) 的基本內(nei) 容主要在兩(liang) 方麵:其一是它的構成,其二是它形成過程。係統級芯片的構成可以是係統級芯片控製邏輯模塊、微處理器/微控製器CPU 內(nei) 核模塊、數字信號處理器DSP模塊、嵌入的存儲(chu) 器模塊、和外部進行通訊的接口模塊、含有ADC /DAC 的模擬前端模塊、電源提供和功耗管理模塊,對於(yu) 一個(ge) 無線SoC還有射頻前端模塊、用戶定義(yi) 邏輯(它可以由FPGA 或ASIC實現)以及微電子機械模塊,更重要的是一個(ge) SoC 芯片內(nei) 嵌有基本軟件(RDOS或COS以及其他應用軟件)模塊或可載入的用戶軟件等。係統級芯片形成或產(chan) 生過程包含以下三個(ge) 方麵:


  1) 基於(yu) 單片集成係統的軟硬件協同設計和驗證;

  2) 再利用邏輯麵積技術使用和產(chan) 能占有比例有效提高即開發和研究IP核生成及複用技術,特別是大容量的存儲(chu) 模塊嵌入的重複應用等;

  3) 超深亞(ya) 微米(VDSM) 、納米集成電路的設計理論和技術。


  SOC集成電路


  SoC有兩(liang) 個(ge) 顯著的特點:一是硬件規模龐大,通常基於(yu) IP設計模式;二是軟件比重大,需要進行軟硬件協同設計。城市相比農(nong) 村的優(you) 勢很明顯:配套齊全、交通便利、效率高。


  SoC也有類似特點:在單個(ge) 芯片上集成了更多配套的電路,節省了集成電路的麵積,也就節省了成本,相當於(yu) 城市的能源利用率提高了;片上互聯相當於(yu) 城市的快速道路,高速、低耗,原來分布在電路板上的各器件之間的信息傳(chuan) 輸,集中到同一個(ge) 芯片中,相當於(yu) 本來要坐長途汽車才能到達的地方,現在已經挪到城裏來了,坐一趟地鐵或BRT就到了,這樣明顯速度快了很多;城市的第三產(chan) 業(ye) 發達,更具有競爭(zheng) 力,而SoC上的軟件則相當於(yu) 城市的服務業(ye) 務,不單硬件好,軟件也要好;同樣一套硬件,今天可以用來做某件事,明天又可以用來做另一件事,類似於(yu) 城市中整個(ge) 社會(hui) 的資源配置和調度、利用率方麵的提高。


  可見SoC在性能、成本、功耗、可靠性,以及生命周期與(yu) 適用範圍各方麵都有明顯的優(you) 勢,因此它是集成電路設計發展的必然趨勢。目前在性能和功耗敏感的終端芯片領域,SoC已占據主導地位;而且其應用正在擴展到更廣的領域。單芯片實現完整的電子係統,是IC 產(chan) 業(ye) 未來的發展方向。


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