XC7Z100-2FFG900I – Integrált áramkörök, beágyazott, rendszerchip (SoC)

Alapvető SoC architektúra

Egy tipikus rendszer-chipen architektúra a következő összetevőkből áll:
- Legalább egy mikrokontroller (MCU) vagy mikroprocesszor (MPU) vagy digitális jelfeldolgozó (DSP), de lehet több processzormag is.
- A memória lehet egy vagy több RAM, ROM, EEPROM és flash memória.
- Oszcillátor és fáziszárt hurok áramkör az időimpulzus jelek biztosításához.
- Számlálókból és időzítőkből álló perifériák, tápáramkörök.
- Interfészek különböző szabványokhoz, például USB, FireWire, Ethernet, univerzális aszinkron adó-vevő és soros periféria interfészek stb.
- ADC/DAC a digitális és analóg jelek közötti átalakításhoz.
- Feszültségszabályozó áramkörök és feszültségszabályozók.
A SoC-k korlátai

Jelenleg az SoC kommunikációs architektúrák tervezése viszonylag kiforrott.A legtöbb chipgyártó SoC architektúrát használ chipgyártásához.Mivel azonban a kereskedelmi alkalmazások továbbra is követik az utasítások együttélését és a kiszámíthatóságot, a chipbe integrált magok száma tovább fog növekedni, és a buszalapú SoC architektúrák egyre nehezebben felelnek meg a számítástechnika növekvő igényeinek.Ennek fő megnyilvánulásai az
1. rossz skálázhatóság.A soC rendszertervezés a rendszerkövetelmények elemzésével kezdődik, amely azonosítja a hardverrendszer moduljait.A rendszer megfelelő működése érdekében az egyes fizikai modulok helyzete a chipen lévő SoC-ben viszonylag rögzített.A fizikai tervezés befejezése után módosításokat kell végrehajtani, ami gyakorlatilag egy újratervezési folyamat lehet.A buszarchitektúrára épülő SoC-k viszont a buszarchitektúrában rejlő arbitrációs kommunikációs mechanizmus miatt korlátozottak a rajtuk bővíthető processzormagok számában, azaz egyszerre csak egy processzormag pár kommunikálhat.
2. Egy exkluzív mechanizmuson alapuló buszarchitektúra esetén az SoC minden egyes funkcionális modulja csak akkor tud kommunikálni a rendszer többi moduljával, ha már megszerezte a busz vezérlését.Összességében, amikor egy modul megszerzi a kommunikációhoz szükséges buszmeghatározási jogokat, a rendszer többi moduljának meg kell várnia, amíg a busz felszabadul.
3. Egy óra szinkronizálási probléma.A busz felépítése globális szinkronizálást igényel, azonban a folyamatjellemzők mérete egyre kisebb, a működési frekvencia gyorsan emelkedik, később elérve a 10 GHz-et, a csatlakozási késleltetés hatása olyan súlyos lesz, hogy lehetetlen globális órafát tervezni. , és a hatalmas órahálózat miatt ennek fogyasztása fogja a chip teljes energiafogyasztásának nagy részét elfoglalni.