Ein System auf einem Span oder System auf dem Span (SoC oder SOC) sind ein einheitlicher Stromkreis (IC), der alle Bestandteile eines Computers oder anderen elektronischen Systems in einen einzelnen Span integriert. Es kann digital, analog, Mischsignal, und häufig Radiofrequenz-Funktionen — alle auf einem einzelnen Span-Substrat enthalten. Eine typische Anwendung ist im Gebiet von eingebetteten Systemen.

Die Unähnlichkeit mit einem Mikrokontrolleur ist einer des Grads. Mikrokontrolleure haben normalerweise weniger als 100 Kilobytes des RAM (häufig gerade einige Kilobytes) und sind häufig wirklich Einchipsysteme, wohingegen der Begriff SoC normalerweise mit stärkeren Verarbeitern gebraucht, von der laufenden Software wie die Tischversionen von Windows und Linux fähig wird, die Außenspeicherchips (Blitz, RAM) brauchen, um nützlich zu sein, und die mit der verschiedenen Außenperipherie verwendet werden. Kurz gesagt, weil das größere Systemsystem auf einem Span Übertreibung ist, technische Richtung mehr anzeigend, als Wirklichkeit: Erhöhung der Span-Integration, um Produktionskosten zu reduzieren und kleinere Systeme zu ermöglichen. Viele interessante Systeme sind zu kompliziert, um auf gerade einem Span zu passen, der mit einem für gerade eine der Aufgaben des Systems optimierten Prozess gebaut ist.

Wenn es nicht ausführbar ist, SoC für eine besondere Anwendung zu bauen, ist eine Alternative ein System im Paket (SiP), das mehrere Chips in einem einzelnen Paket umfasst. In großen Volumina, wie man glaubt, ist SoC rentabler als SiP, da es den Ertrag der Herstellung vergrößert, und weil sein Verpacken einfacher ist.

Eine andere Auswahl, wie gesehen, zum Beispiel in höheren Endmobiltelefonen und auf dem Beagle-Ausschuss, ist Paket auf dem Paket-Stapeln während des Vorstandszusammenbaues. Der Span von SoC schließt Verarbeiter und zahlreiche Digitalperipherie ein, und kommt in einem Ball-Bratrost-Paket mit niedrigeren und oberen Verbindungen. Die niedrigeren Bälle stehen zum Ausschuss und der verschiedenen Peripherie mit den oberen Bällen in einem Ring in Verbindung, der meint, dass die Speicherbusse gepflegt haben, auf NAND-Blitz und DDR2 RAM zuzugreifen. Speicherpakete konnten aus vielfachen Verkäufern kommen.

Struktur

Typischer SoC besteht aus:

• Ein Mikrokontrolleur, Mikroprozessor oder DSP Kern (E). Einige SoCs — genannt Mehrverarbeiter-System auf dem Span (MPSoC) — schließen mehr als einen Verarbeiter-Kern ein.
• Speicherblöcke einschließlich einer Auswahl an ROM, RAM, EEPROM und Blitz-Gedächtnis.
• Das Timing von Quellen einschließlich Oszillatoren und phasenstarrer Schleifen.
• Die Peripherie einschließlich Gegenzeitmesser, Echtzeitzeitmesser und Anschaltens fasst Generatoren neu.
• Außenschnittstellen einschließlich Industriestandards wie USB, FireWire, Ethernet, USART, SPI.
• Analoge Schnittstellen einschließlich ADCs und DACs.
• Stromspannungsgangregler und Macht-Verwaltungsstromkreise.

Diese Blöcke werden entweder durch einen Eigentums- oder durch Industriestandardbus wie der AMBA Bus von ARM Holdings verbunden. DMA Kontrolleur-Weg-Daten direkt zwischen Außenschnittstellen und Gedächtnis, den Verarbeiter-Kern umgehend und dadurch den Datendurchfluss von SoC vergrößernd.

Designfluss

SoC besteht sowohl aus der Hardware, die oben als auch aus der Software beschrieben ist, die den Mikrokontrolleur, den Mikroprozessor oder die DSP Kerne, die Peripherie und die Schnittstellen kontrolliert. Der Designfluss für SoC hat zum Ziel, diese Hardware und Software in der Parallele zu entwickeln.

Die meisten SoCs werden von vorqualifizierten Hardware-Blöcken für die Hardware-Elemente entwickelt, die oben zusammen mit den Softwarefahrern beschrieben sind, die ihre Operation kontrollieren. Der besonderen Wichtigkeit sind die Protokoll-Stapel, die Industrienormanschlüsse wie USB steuern. Die Hardware-Blöcke werden das Verwenden von CAD-Werkzeugen zusammengestellt; die Softwaremodule werden mit einer Softwareentwicklungsumgebung integriert.

Chips werden für die logische Genauigkeit nachgeprüft, bevor sie an die Gießerei gesandt werden. Dieser Prozess wird funktionelle Überprüfung genannt, und es ist für einen bedeutenden Teil der Zeit und Energie verantwortlich, die im Span-Designlebenszyklus ausgegeben ist (obwohl die häufig zitierte Zahl von 70 % wahrscheinlich eine Überspitztheit ist). Mit der wachsenden Kompliziertheit von Chips werden Hardware-Überprüfungssprachen wie SystemVerilog, SystemC, e, und OpenVera verwendet. In der Überprüfungsbühne gefundene Programmfehler werden dem Entwerfer berichtet.

Häufig ist ein Schritt im Überprüfungsfluss Wetteifer: Die Hardware wird auf eine Wetteifer-Plattform kartografisch dargestellt, die auf einer feldprogrammierbaren Tor-Reihe (FPGA) gestützt ist, die das Verhalten von SoC nachahmt, und die Softwaremodule ins Gedächtnis der Wetteifer-Plattform geladen werden. Einmal programmiert ermöglicht die Wetteifer-Plattform der Hardware und Software von SoC, geprüft und an in der Nähe von seiner vollen betrieblichen Geschwindigkeit die Fehler beseitigt zu werden. Wetteifer wird allgemein durch die umfassende Softwaresimulation vorangegangen. Tatsächlich manchmal werden die FPGAs in erster Linie verwendet, um einige Teile der Simulierungsarbeit zu beschleunigen.

Nach dem Wetteifer folgt die Hardware von SoC der Phase des Platzes-Und-Wegs des Designs eines einheitlichen Stromkreises, bevor es fabriziert wird.

Herstellung

SoCs kann durch mehrere Technologien fabriziert werden, einschließlich:

• Volle Gewohnheit
• Standardzelle
• FPGA

Designs von SoC verbrauchen gewöhnlich weniger Macht und haben niedrigere Kosten und höhere Zuverlässigkeit als die Mehrspan-Systeme, die sie ersetzen. Und mit weniger Paketen im System werden Zusammenbau-Kosten ebenso reduziert.

Jedoch, wie die meisten VLSI Designs, sind die Gesamtkosten für einen großen Span höher als für dieselbe Funktionalität, die über mehrere kleinere Chips, wegen niedrigerer Erträge und höher NRE Kosten verteilt ist.

Bücher

• (2003) 465 Seiten

Siehe auch

• Liste des Systems auf einem Span Lieferanten
• PSoC
• ASIC
• Mikrokontrolleur
• Elektronische Designautomation
• Schlagen Sie Silikongültigkeitserklärung an
• System im Paket
• Computer des einzelnen Ausschusses
• Netz auf dem Span
• Radio auf einem Span
• ARM-Architektur

Zeichen

Außenverbindungen

• SOCC jährliche IEEE internationale SOC Konferenz