XC7Z100-2FFG900I – İnteqrasiya edilmiş sxemlər, quraşdırılmış, çipdə sistem (SoC)

Əsas SoC arxitekturası

Tipik sistem-on-chip arxitekturası aşağıdakı komponentlərdən ibarətdir:
- Ən azı bir mikrokontroller (MCU) və ya mikroprosessor (MPU) və ya rəqəmsal siqnal prosessoru (DSP), lakin bir neçə prosessor nüvəsi ola bilər.
- Yaddaş bir və ya bir neçə RAM, ROM, EEPROM və flash yaddaş ola bilər.
- Zaman impuls siqnallarını təmin etmək üçün osilator və faza kilidli dövrə sxemi.
- Sayğaclar və taymerlərdən ibarət periferik qurğular, enerji təchizatı sxemləri.
- USB, FireWire, Ethernet, universal asinxron ötürücü və serial periferik interfeyslər və s. kimi müxtəlif qoşulma standartları üçün interfeyslər.
- Rəqəmsal və analoq siqnallar arasında çevrilmə üçün ADC/DAC.
- Gərginliyin tənzimlənməsi sxemləri və gərginlik tənzimləyiciləri.
SoC-lərin məhdudiyyətləri

Hal-hazırda, SoC rabitə arxitekturalarının dizaynı nisbətən yetkindir.Əksər çip şirkətləri çip istehsalı üçün SoC arxitekturasından istifadə edirlər.Bununla belə, kommersiya tətbiqləri təlimatların birgə mövcudluğunu və proqnozlaşdırıla bilənliyini izləməyə davam etdikcə, çipə inteqrasiya olunmuş nüvələrin sayı artmağa davam edəcək və avtobusa əsaslanan SoC arxitekturalarının hesablamanın artan tələblərini ödəmək getdikcə çətinləşəcək.Bunun əsas təzahürləri bunlardır
1. zəif miqyaslılıq.soC sisteminin dizaynı aparat sistemindəki modulları müəyyən edən sistem tələblərinin təhlili ilə başlayır.Sistemin düzgün işləməsi üçün SoC-dəki hər bir fiziki modulun çipdəki mövqeyi nisbətən sabitdir.Fiziki dizayn tamamlandıqdan sonra dəyişikliklər edilməlidir ki, bu da effektiv şəkildə yenidən dizayn prosesi ola bilər.Digər tərəfdən, avtobus arxitekturasına əsaslanan SoC-lər avtobus arxitekturasına xas olan arbitraj kommunikasiya mexanizminə görə onlara genişləndirilə bilən prosessor nüvələrinin sayında məhduddur, yəni eyni vaxtda yalnız bir cüt prosessor nüvəsi əlaqə saxlaya bilir.
2. Eksklüziv mexanizmə əsaslanan avtobus arxitekturası ilə SoC-dəki hər bir funksional modul yalnız avtobusa nəzarəti ələ keçirdikdən sonra sistemdəki digər modullarla əlaqə saxlaya bilər.Bütövlükdə, modul rabitə üçün avtobus arbitraj hüquqlarını əldə etdikdə, sistemdəki digər modullar avtobus boş qalana qədər gözləməlidir.
3. Tək saat sinxronizasiya problemi.Avtobus strukturu qlobal sinxronizasiya tələb edir, lakin proses funksiyasının ölçüsü getdikcə kiçikləşdikcə, işləmə tezliyi sürətlə yüksəlir, sonra 10 GHz-ə çatır, əlaqə gecikməsinin yaratdığı təsir o qədər ciddi olacaq ki, qlobal saat ağacı dizayn etmək mümkün deyil. , və nəhəng saat şəbəkəsinə görə onun enerji istehlakı çipin ümumi enerji istehlakının çox hissəsini tutacaq.