Система на кристалле
Система на кристалле
Система на кристалле (однокристальная система) — в микроэлектронике — это электронная схема, которая выполняет функции целого устройства (к примеру, компьютера) и размещенная на одной интегральной схеме.
В англоязычной литературе называется System-on-a-Chip, SoC. В зависимости от назначения она может оперировать как аналоговыми, так и цифровыми сигналами, аналого-цифровыми, а также частотами радиодиапазона. Зачастую используются во встраиваемых и портативных системах.
Если все необходимые цепи разместить на одном полупроводниковом кристалле не удается, применяется схема из нескольких кристаллов, помещенных в единый корпус (System in a package, SiP). SoC считается более выгодной конструкцией, так как позволяет увеличить процент годных устройств при изготовлении и упростить конструкцию корпуса.
Устройство
Типичная SoC содержит:
- один или несколько микропроцессоров, микроконтроллеров или ядер цифровой обработки сигналов (DSP). SoC, содержащий несколько процессоров, называют многопроцессорная система на кристалле (MPSoC).
- банк памяти, состоящий из модулей ППЗУ, ОЗУ, ПЗУ или флеш.
- источники опорной частоты, к примеру, кварцевые резонаторы и схемы ФАПЧ (фазовой автоподстройки частоты),
- цепи задержки после включения, счетчики, таймеры
- блоки, реализующие стандартные интерфейсы для подключения внешних устройств: Ethernet, USB, USART, FireWire, SPI.
- блоки аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей.
- стабилизаторы питания и регуляторы напряжения.
В программируемые SOC часто входят также блоки программируемых логических матриц - ПЛМ; а в программируемые аналого-цифровые SOC - еще и программируемые аналоговые блоки.
Блоки могут быть соединены с помощью шины собственной разработки или стандартной конструкции, например AMBA в чипах компании ARM. Если в составе чипа есть контроллер прямого доступа к памяти (ПДП), то с его помощью можно заносить данные с большой скоростью из внешних устройств напрямую в память чипа, минуя процессорное ядро.
