XC7Z100-2FFG900I – Qarqet e integruara, të integruara, sistem në çip (SoC)

Arkitektura bazë SoC

Një arkitekturë tipike sistem-në-çip përbëhet nga komponentët e mëposhtëm:
- Të paktën një mikrokontrollues (MCU) ose mikroprocesor (MPU) ose procesor i sinjalit dixhital (DSP), por mund të ketë bërthama të shumta procesori.
- Memoria mund të jetë një ose më shumë memorie RAM, ROM, EEPROM dhe flash.
- Lëshuesi dhe qarku i lakut me bllokim fazor për sigurimin e sinjaleve të pulsit kohor.
- Pajisjet periferike të përbëra nga numërues dhe kohëmatës, qarqe të furnizimit me energji elektrike.
- Ndërfaqe për standarde të ndryshme lidhjeje si USB, FireWire, Ethernet, transmetues universal asinkron dhe ndërfaqe periferike serike, etj.
- ADC/DAC për konvertimin ndërmjet sinjaleve dixhitale dhe analoge.
- Qarqet e rregullimit të tensionit dhe rregullatorët e tensionit.
Kufizimet e SoC-ve

Aktualisht, dizajni i arkitekturave të komunikimit SoC është relativisht i pjekur.Shumica e kompanive të çipave përdorin arkitekturat SoC për prodhimin e tyre.Megjithatë, ndërsa aplikacionet komerciale vazhdojnë të ndjekin bashkëekzistencën e udhëzimeve dhe parashikueshmërinë, numri i bërthamave të integruara në çip do të vazhdojë të rritet dhe arkitekturat SoC të bazuara në autobus do të bëhen gjithnjë e më të vështira për të përmbushur kërkesat në rritje të informatikës.Manifestimet kryesore të kësaj janë
1. shkallëzueshmëri e dobët.Dizajni i sistemit soC fillon me një analizë të kërkesave të sistemit, e cila identifikon modulet në sistemin e harduerit.Në mënyrë që sistemi të funksionojë si duhet, pozicioni i secilit modul fizik në SoC në çip është relativisht i fiksuar.Pasi të ketë përfunduar dizajni fizik, duhet të bëhen modifikime, të cilat në mënyrë efektive mund të jenë një proces ridizajnimi.Nga ana tjetër, SoC-të e bazuara në arkitekturën e autobusit janë të kufizuar në numrin e bërthamave të procesorit që mund të zgjerohen në to për shkak të mekanizmit të natyrshëm të komunikimit të arbitrazhit të arkitekturës së autobusit, dmth vetëm një palë bërthama procesori mund të komunikojnë në të njëjtën kohë.
2. Me një arkitekturë autobusi të bazuar në një mekanizëm ekskluziv, çdo modul funksional në një SoC mund të komunikojë me modulet e tjera në sistem vetëm pasi të ketë marrë kontrollin e autobusit.Në tërësi, kur një modul fiton të drejtat e arbitrazhit të autobusit për komunikim, modulet e tjera në sistem duhet të presin derisa autobusi të jetë i lirë.
3. Problemi i sinkronizimit të orës së vetme.Struktura e autobusit kërkon sinkronizim global, megjithatë, ndërsa madhësia e veçorisë së procesit bëhet gjithnjë e më e vogël, frekuenca e funksionimit rritet me shpejtësi, duke arritur në 10 GHz më vonë, ndikimi i shkaktuar nga vonesa e lidhjes do të jetë aq serioz sa është e pamundur të hartohet një pemë e orës globale. , dhe për shkak të rrjetit të madh të orës, konsumi i tij i energjisë do të zërë pjesën më të madhe të konsumit total të energjisë së çipit.