Bosh sahifa > Ko'rgazma > Kontent

Chiziqdagi tizim (SoCs) tuzilishi

Mar 08, 2019

SoC dasturiy ta'minot kodini ishlatadigan mikroprotsessorlar, shu jumladan, ushbu funktsional modullarni ulash, boshqarish, to'g'ridan-to'g'ri va interfeysga ega bo'lgan aloqa quyi tizimi kabi apparat funktsional birliklaridan iborat.


Funktsional komponentlar

Protsessor yadrolari

SoC ning kamida bitta protsessor yadrosi bo'lishi kerak, ammo odatda SoC bir nechta yadroga ega. Protsessor yadrolari mikrokompyuter, mikroprosessor (mP), raqamli signal protsessor (DSP) yoki dasturga moslashtirilgan buyruqlar majmuini ishlab chiqaruvchi (ASIP) yadrosi bo'lishi mumkin. ASIP'lar dastur domeniga moslashtirilgan va ma'lum bir ish yukining umumiy maqsadi bo'yicha ko'rsatmalarga qaraganda samaraliroq bo'lishi uchun mo'ljallangan buyruq to'plamlariga ega. Ko'p protsessor SoC'lar tanlov asosida bir nechta protsessor yadrosiga ega.


Bir yadroli, ko'p yadroli yoki ko'p sonli SoC protsessor yadrolari odatda RISC buyruqlar majmui arxitekturasidan foydalanadi. RISC arxitekturasi tizimlardagi chastotalar uchun CISC protsessorlari uchun foydalidir, chunki ular kamroq raqamli mantiq talab qiladi, shuning uchun kamroq kuch va maydonchada, va o'rnatilgan va mobil hisoblash bozorlarida, maydon va kuchlar juda ko'p cheklangan. Xususan, SoC protsessor yadrolari tez-tez ARM arxitekturasidan foydalanadi, chunki u IP yadrosi sifatida ko'rsatilgan va x 86 dan ko'ra kuchliroq bo'lgan yumshoq protsessor.


Xotiralar

Qo'shimcha ma'lumot: Kompyuter xotirasi

Tizimdagi chiplar yarim o'tkazgichli xotira bloklarini o'zlarining hisob-kitoblarini bajarish uchun, mikrokontroller va boshqa ko'milgan tizimlar kabi bo'lishi kerak. Dasturga qarab, SoC xotirasi xotira ierarxiyasini va kesh ierarxiyasini tashkil qilishi mumkin. Mobil kompyuterlar bozorida bu keng tarqalgan, lekin ko'p kuchga ega bo'lgan kichik ko'lamli mikrokontrolerlarda bu zarur emas.


SoCs uchun xotira texnologiyalari faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira (ROM), tasodifiy foydalanish xotirasi (RAM), elektr o'chirilishi mumkin programlanadigan ROM (EEPROM) va flesh xotiraga ega. Boshqa kompyuter tizimlarida bo'lgani kabi, RAM nisbatan tezroq, lekin qimmatroq statik RAM (SRAM) va sekinroq, lekin arzonroq dinamik RAM (DRAM) ga bo'linadi. Agar SoC kesh ierarxiyasiga ega bo'lsa, SRAM odatda protsessor registrlarini va yadrolari L1 keshlarini amalga oshirish uchun ishlatiladi, shuningdek, DRAM asosiy xotira, jumladan, kesh hiyerarşisinin past darajalari uchun ishlatiladi. SoC ning bir necha protsessorlari mavjud bo'lgan holda, "asosiy xotira" bitta protsessorga (ko'p yadroli bo'lishi mumkin) xos bo'lishi mumkin, bu holda u xotiraga taqsimlanadi va u orqali yuborilishi kerak. § Intermodulli aloqa protsessori protsessor. [11] Ko'p ishlov beriladigan xotira muammolarini batafsil muhokama qilish uchun keshni muvofiqlashtirish va xotiraning kechikishini ko'rib chiqing.


Interfeyslar

SoC'lar odatda aloqa protokollari uchun tashqi interfeyslarni o'z ichiga oladi. Ular odatda USB, FireWire, chekilgan, USART, SPI, HDMI, IKC kabi sanoat standartlariga asoslangan. Bu interfeyslar mo'ljallangan dasturga ko'ra farqlanadi. Wi-Fi, Bluetooth, 6LoWPAN va yaqin aloqa kabi simsiz tarmoq protokollari ham qo'llab-quvvatlanishi mumkin.


Zarur bo'lganda, SoCs analog signallarni o'z ichiga oladi, shu jumladan analog-raqamli va raqamli-analog konvertorlari, odatda signalni qayta ishlash uchun. Ular aqlli transduserlar, shu jumladan, turli tipdagi sensor yoki aktuatorlar bilan aloqa qilish imkoniyatiga ega bo'lishi mumkin. Ular dasturga moslashtirilgan modullar yoki qalqonlar bilan interfeyslarni yaratishi mumkin. [Nb 5] Yoki ular SoC uchun ichki bo'lishi mumkin, masalan, SoCda analog sensori qurilgan va o'qishlari matematik ishlov berish uchun raqamli signallarga aylantirilishi kerak.


Raqamli signal protsessorlari

Raqamli signal protsessorlari (DSP) yadrolari ko'pincha tizim-on-chipga kiritiladi. Sensor, aktuator, ma'lumotlar yig'ish, ma'lumotlarni tahlil qilish va multimedia ishlash uchun tizim-on-chiplarda signalizatsiya jarayonini amalga oshiradilar. DSP yadrolari odatda juda uzoq ko'rsatma so'zlari (VLIW) va bitta ko'rsatma, bir nechta ma'lumotlar (SIMD) buyruqlar arxitekturasi xususiyatlariga ega va shuning uchun parallel ishlov berish va superscalar ijrosi orqali buyruqlar darajasida parallellikdan foydalanishga juda mos keladi. DSP yadrolari odatda dasturga xos ko'rsatmalarga ega bo'lib, odatda dasturga xos bo'lgan buyruqlar-protsessorlari (ASIP) hisoblanadi. Bunday amaliyotga oid yo'riqnomalar ushbu ko'rsatmalarni hisoblash uchun mo'ljallangan apparatning ishlab chiqilgan qurilmalariga mos keladi.


Odatiy DSP yo'riqnomalari ko'paytmali birikmalar, tezkor Fourier konvertatsiyasi, birlashtirilgan ko'pikli qo'shimchalar va konvoltsiyalarni o'z ichiga oladi.


Boshqa

Boshqa kompyuter tizimlarida bo'lgani kabi, SoCs soat signallarini ishlab chiqarish, SoC funktsiyalarini nazorat qilish va agar kerak bo'lsa, SoC dasturini ishlov berish uchun vaqt tamoyili bilan ta'minlash uchun vaqt manbalarini talab qiladi. Ommabop vaqt manbalari kristal osilatorlar va o'zgarishlar blokirovka qilingan ilmoqlar.


Taymer-taymerlar, real vaqtda taymerlar va quvvatni ishga tushirishni tiklash generatorlari, jumladan, chip-yonak qurilmalar. SoCs shuningdek voltaj regulyatorlari va quvvatni boshqarish sxemalarini ham o'z ichiga oladi.