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System-on-a-chip
Ein AMD Am286LX System-on-a-Chip.

EIN System-on-a-Chip oder System-on-Chip (SoC oder SOC) ist a Integrierter Schaltkreis (IC) für alle Komponenten von a Computer oder elektronisches System im Gehäuse eines einzelnen Chips. Es kann digital, analog, hybrid und . sein HFFunktionen auf einem einzigen Substrat.

Der Kontrast zu a Mikrocontroller ist klein. Mikrocontroller haben oft weniger als 100K B Auf RAMSpeicher und seine Single-Chip-Systeme. Ein SoC hat eine leistungsstarke Prozessor und kann Betriebssystem wie Fenster oder Linux zu laufen, mit Steuerung von externen Geräten.

Wenn es nicht möglich ist, ein SoC für eine bestimmte Anwendung zusammenzustellen, kann eine Auswahl getroffen werden für a System-im-Paket (Schluck). Dies sind mehrere Chips in einem einzigen Gehäuse. Bei größeren Stückzahlen ist ein SoC aufgrund seiner geringeren Herstellungskosten und seines einfachen Aufbaus kostengünstiger als ein SiP.[1]

Anwendungen

Broadcom-SoC mit SDRAM (PoP)

SoCs sind aufgrund ihres geringen Energieverbrauchs im Markt für mobile Elektronik weit verbreitet.[2] Eine typische Anwendung eines SoC liegt im Bereich der eingebettet Systeme. Da Chips billiger und flexibler werden, kommen immer mehr eingebettete Systeme auf den Markt: Geldautomaten, Kopierer, industrielle Messgeräte, Roboter, Krankenhausgeräte, Smartphones, Mikrowellen, Waschmaschinen, Foto- und Filmgeräte, Unterhaltungselektronik, moderne Autos und andere mechatronische Systeme.

Stapelbar

Manchmal ist das SoC mit einem anderen SoC stapelbar, z. B. dem des Himbeer-Pi. Dies wird auch als bezeichnet Paket-für-Paket (Pop). Beim Raspberry Pi ist die schwarze Schicht die SDRAM und die Schicht unter dem SoC, die wiederum mit der Leiterplatte verbunden ist.

Struktur

Ein typischer SoC besteht aus den folgenden Teilen:

Designprozess

Designprozess eines SoC.

Ein SoC besteht neben Hardware auch aus Software, die den Mikrocontroller und die Peripherie steuert, die Firmware. Der Designprozess eines SoC konzentriert sich auf die parallele Entwicklung dieser Hard- und Software.

Die meisten SoCs werden aus vorqualifizierten Hardwareelementen, wie oben beschrieben, zusammen mit Treibern entwickelt, die ihren Betrieb steuern. Von besonderer Bedeutung ist die Protokollstack das eine Schnittstelle steuert, wie z. B. USB.

Sobald die Architektur eines SoC festgelegt ist, werden alle neuen Hardwareelemente in eine abstrakte Sprache namens RTL, vor dem Transferstufe registrieren oder Übertragungssprache registrieren, die ihr Verhalten beschreibt.[3][4]Diese Elemente werden in dieser RTL-Sprache zum gesamten Design des SoC zusammengeführt.

Danach werden Chips auf ihre logische Korrektheit überprüft. Dieser Prozess wird als funktionale Verifikation bezeichnet und nimmt eine beträchtliche Entwicklungszeit in Anspruch. Mit der wachsenden Komplexität von Chips werden häufig Werkzeuge verwendet, um diesen Prozess zu beschleunigen. Fehler bei der Verifizierung werden an den Designer weitergegeben und in überarbeiteten Versionen behoben.

Wenn alle bekannten Fehler behoben und überprüft wurden, wird die Designdatei, die jede Schicht des Chips beschreibt, an die Gießerei gesendet. Hier werden die Lithografiemasken montiert und diese an die WaferFabrik geschickt, um das System-on-a-Chip zu produzieren.

Siehe auch