Ολοκληρωμένα κυκλώματα MINNCESEN TECHNOLOGY BGA400 XA7Z020 XA7Z020-1CLG400I

Χαρακτηριστικά Προϊόντος

σύστημα σε τσιπ(SoC)

ΕΝΑσύστημα σε ένα τσιπήσύστημα σε τσιπ(SoC) είναι έναενσωματωμένο κύκλωμαπου ενσωματώνει τα περισσότερα ή όλα τα στοιχεία ενός υπολογιστή ή άλλουηλεκτρονικό σύστημα.Αυτά τα συστατικά περιλαμβάνουν σχεδόν πάντα ακεντρική μονάδα επεξεργασίας(ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ),μνήμηδιεπαφές, σε τσιπεισόδου-εξόδουσυσκευές,εισόδου-εξόδουδιεπαφές καιδευτερεύον αποθηκευτικός χώροςδιεπαφές, συχνά παράλληλα με άλλα στοιχεία όπωςμόντεμ ραδιοφώνουκαι έναμονάδα επεξεργασίας γραφικών(GPU) – όλα σε ένα μόνουπόστρωμαή μικροτσίπ.^[1]Μπορεί να περιέχειψηφιακό,αναλογικό,μικτό σήμακαι συχνάραδιοσυχνοτητα επεξεργασία σήματοςλειτουργίες (αλλιώς θεωρείται μόνο επεξεργαστής εφαρμογών).

Τα SoC υψηλότερης απόδοσης συχνά συνδυάζονται με αποκλειστική και φυσικά ξεχωριστή μνήμη και δευτερεύουσα αποθήκευση (όπως π.LPDDRκαιeUFSήeMMC, αντίστοιχα) τσιπ, που μπορεί να τοποθετηθούν πάνω από το SoC σε αυτό που είναι γνωστό ως απακέτο στη συσκευασίαδιαμόρφωση (PoP) ή να τοποθετηθεί κοντά στο SoC.Επιπλέον, τα SoC ενδέχεται να χρησιμοποιούν ξεχωριστή ασύρματη σύνδεσημόντεμ.^[2]

Τα SoC έρχονται σε αντίθεση με τα κοινά παραδοσιακάμητρική πλακέτα-με βάσηPC αρχιτεκτονική, το οποίο διαχωρίζει εξαρτήματα με βάση τη λειτουργία και τα συνδέει μέσω μιας κεντρικής πλακέτας κυκλώματος διασύνδεσης.^{[σημ. 1]}Ενώ μια μητρική πλακέτα φιλοξενεί και συνδέει αποσπώμενα ή αντικαταστάσιμα εξαρτήματα, τα SoC ενσωματώνουν όλα αυτά τα στοιχεία σε ένα ενιαίο ολοκληρωμένο κύκλωμα.Ένα SoC θα ενσωματώνει συνήθως μια CPU, γραφικά και διασυνδέσεις μνήμης,^{[σημ. 2]}δευτερεύουσα αποθήκευση και συνδεσιμότητα USB,^{[σημ. 3]} τυχαία πρόσβασηκαιμόνο για ανάγνωση αναμνήσειςκαι δευτερεύουσα αποθήκευση ή/και οι ελεγκτές τους σε ένα καλούπι μεμονωμένου κυκλώματος, ενώ μια μητρική πλακέτα θα συνέδεε αυτές τις μονάδες ωςδιακριτά εξαρτήματαήκάρτες επέκτασης.

Ένα SoC ενσωματώνει αμικροελεγκτή,μικροεπεξεργαστήςή ίσως αρκετούς πυρήνες επεξεργαστή με περιφερειακά όπως αGPU,Wi-Fiκαικυψελοειδές δίκτυομόντεμ ραδιοφώνου ή/και ένα ή περισσότερασυνεπεξεργαστές.Παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο ένας μικροελεγκτής ενσωματώνει έναν μικροεπεξεργαστή με περιφερειακά κυκλώματα και μνήμη, ένα SoC μπορεί να θεωρηθεί ότι ενσωματώνει έναν μικροελεγκτή με ακόμη πιο προηγμέναπεριφερειακά.Για μια επισκόπηση της ενοποίησης στοιχείων του συστήματος, βλολοκληρωση συστήματος.

Βελτιώνονται τα πιο στενά ενσωματωμένα σχέδια συστημάτων υπολογιστώνεκτέλεσηκαι να μειώσεικατανάλωση ενέργειαςκαθώςμήτρα ημιαγωγώνπεριοχή από σχέδια πολλαπλών τσιπ με ισοδύναμη λειτουργικότητα.Αυτό έχει το κόστος της μείωσηςδυνατότητα αντικατάστασηςτων εξαρτημάτων.Εξ ορισμού, τα σχέδια SoC είναι πλήρως ή σχεδόν πλήρως ενσωματωμένα σε διαφορετικά στοιχείαενότητες.Για αυτούς τους λόγους, υπήρξε μια γενική τάση προς πιο αυστηρή ενσωμάτωση εξαρτημάτων στοβιομηχανία υλικού υπολογιστών, εν μέρει λόγω της επιρροής των SoC και των διδαγμάτων που αντλήθηκαν από τις αγορές κινητών και ενσωματωμένων υπολογιστών.Τα SoC μπορούν να θεωρηθούν ως μέρος μιας ευρύτερης τάσης προςενσωματωμένος υπολογισμόςκαιεπιτάχυνση υλικού.

Τα SoC είναι πολύ κοινά στοφορητούς υπολογιστές(όπως στοsmartphonesκαιυπολογιστές tablet) καιυπολογισμός ακμώναγορές.^[3][4]Επίσης χρησιμοποιούνται συνήθως σεενσωματωμένα συστήματαόπως οι δρομολογητές WiFi και οιΤο διαδίκτυο των πραγμάτων.

Τύποι

Γενικά, υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι SoC:

• SoC που χτίστηκαν γύρω από έναμικροελεγκτή,
• SoC που χτίστηκαν γύρω από έναμικροεπεξεργαστής, που βρίσκεται συχνά σε κινητά τηλέφωνα.
• Ειδικευμένοςολοκληρωμένο κύκλωμα για συγκεκριμένη εφαρμογήSoC σχεδιασμένα για συγκεκριμένες εφαρμογές που δεν ταιριάζουν στις δύο παραπάνω κατηγορίες.

Εφαρμογές[επεξεργασία]

Τα SoC μπορούν να εφαρμοστούν σε οποιαδήποτε εργασία υπολογιστών.Ωστόσο, συνήθως χρησιμοποιούνται σε φορητούς υπολογιστές, όπως tablet, smartphone, smartwatches και netbooks καθώς καιενσωματωμένα συστήματακαι σε εφαρμογές όπου προηγουμένωςμικροελεγκτέςθα χρησιμοποιούνταν.

Ενσωματωμένα συστήματα[επεξεργασία]

Όπου προηγουμένως μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν μόνο μικροελεγκτές, τα SoC αναδεικνύονται στην αγορά των ενσωματωμένων συστημάτων.Η αυστηρότερη ενοποίηση του συστήματος προσφέρει καλύτερη αξιοπιστία καιμέσος χρόνος μεταξύ αποτυχίας, και τα SoC προσφέρουν πιο προηγμένη λειτουργικότητα και υπολογιστική ισχύ από τους μικροελεγκτές.^[5]Οι εφαρμογές περιλαμβάνουνΕπιτάχυνση AI, ενσωματωμένομηχανική όραση,^[6] συλλογή δεδομένων,τηλεμετρία,διανυσματική επεξεργασίακαινοημοσύνη του περιβάλλοντος.Τα συχνά ενσωματωμένα SoC στοχεύουν τοτο διαδίκτυο των πραγμάτων,βιομηχανικό διαδίκτυο των πραγμάτωνκαιυπολογισμός ακμώναγορές.

φορητοί υπολογιστές[επεξεργασία]

Φορητοί υπολογιστέςΤα βασισμένα SoC συνδυάζουν πάντα επεξεργαστές, μνήμες, on-chipκρυφές μνήμες,ασύρματη δικτύωσηικανότητες και συχνάψηφιακή κάμεραυλικό και υλικολογισμικό.Με τα αυξανόμενα μεγέθη μνήμης, τα SoC υψηλών προδιαγραφών συχνά δεν θα έχουν μνήμη και αποθήκευση flash και αντί αυτού, η μνήμη καιμνήμη flashθα τοποθετηθεί ακριβώς δίπλα ή πάνω από (πακέτο στη συσκευασία), το SoC.^[7]Μερικά παραδείγματα φορητών υπολογιστικών SoC περιλαμβάνουν:

• Samsung Electronics:λίστα, τυπικά με βάσηΜΠΡΑΤΣΟ
  • Exynos, που χρησιμοποιείται κυρίως από τη SamsungΓαλαξίαςσειρά smartphones
• Qualcomm:
  • Αντίρριο(λίστα), χρησιμοποιείται σε πολλάLG,Xiaomi,Google Pixel,HTCκαι τα smartphone Samsung Galaxy.Το 2018, τα SoC Snapdragon χρησιμοποιούνται ως η ραχοκοκαλιά τουφορητούς υπολογιστέςτρέξιμοWindows 10, που διατίθεται στην αγορά ως "Πάντα συνδεδεμένοι υπολογιστές".^[8][9]