XC7Z100-2FFG900I – integraallülitused, sisseehitatud, süsteemi kiibil (SoC)

SoC põhiarhitektuur

Tüüpiline süsteem-kiibil arhitektuur koosneb järgmistest komponentidest:
- Vähemalt üks mikrokontroller (MCU) või mikroprotsessor (MPU) või digitaalne signaaliprotsessor (DSP), kuid protsessori tuumasid võib olla mitu.
- Mälu võib olla üks või mitu RAM-i, ROM-i, EEPROM-i ja välkmälu.
- Ostsillaatori ja faasilukuga ahelaga lülitus ajaimpulsssignaalide edastamiseks.
- Välisseadmed, mis koosnevad loenduritest ja taimeritest, toiteahelatest.
- Liidesed erinevate ühenduvusstandardite jaoks, nagu USB, FireWire, Ethernet, universaalsed asünkroonsed transiiverid ja jadaliidesed jne.
- ADC/DAC digitaal- ja analoogsignaalide teisendamiseks.
- Pinge reguleerimise ahelad ja pingeregulaatorid.
SoC-de piirangud

Praegu on SoC-kommunikatsiooniarhitektuuride disain suhteliselt küps.Enamik kiibiettevõtteid kasutab oma kiibi tootmiseks SoC-arhitektuure.Kuna aga kommertsrakendused jätkavad juhiste kooseksisteerimist ja prognoositavust, kasvab kiibile integreeritud tuumade arv jätkuvalt ja siinipõhiste SoC-arhitektuuride rahuldamine andmetöötluse kasvavatele nõudmistele muutub üha keerulisemaks.Selle peamised ilmingud on
1. halb mastaapsus.soC süsteemi projekteerimine algab süsteeminõuete analüüsiga, mis tuvastab riistvarasüsteemi moodulid.Süsteemi korrektseks tööks on iga füüsilise mooduli asukoht kiibil SoC-s suhteliselt fikseeritud.Kui füüsiline projekt on lõpule viidud, tuleb teha muudatusi, mis võib tõhusalt olla ümberkujundamise protsess.Seevastu siiniarhitektuuril põhinevatel SoC-del on siin laiendatavate protsessorituumade arv piiratud siiniarhitektuurile omase arbitraažikommunikatsiooni mehhanismi tõttu ehk korraga saab suhelda vaid üks paar protsessorituuma.
2. Eksklusiivsel mehhanismil põhineva siiniarhitektuuri puhul saab iga SoC-i funktsionaalne moodul suhelda süsteemi teiste moodulitega alles siis, kui see on siini üle kontrolli saanud.Tervikuna, kui moodul omandab side jaoks siini arbitraažiõigused, peavad teised süsteemi moodulid ootama, kuni siin on vaba.
3. Ühe kella sünkroniseerimise probleem.Siini struktuur nõuab globaalset sünkroniseerimist, kuid protsessi tunnuse suurus muutub järjest väiksemaks, töösagedus tõuseb kiiresti, jõudes hiljem 10 GHz-ni, on ühenduse viivituse mõju nii tõsine, et globaalset kellapuud on võimatu kujundada. , ja tohutu kellavõrgu tõttu võtab selle energiatarve suurema osa kiibi koguenergiatarbimisest.