Система на кристалі: відмінності між версіями

'''Система на кристалі''', або '''Система на чипі''' (від англ. '''''System-on-a-chipchi''p''', або іще '''SoC''' чи '''SOC''') — дизайн електронної схеми, яка вміщує функціональні складові цілого пристрою (наприклад [[комп'ютер]]а) на одній [[мікросхема|мікросхемі]]. В залежностіЗалежно від призначення SoC може оперувати як цифровими сигналами, так і аналоговими, аналого-цифровими, а також частотами радіодіапазону. Типовим застосуванням таких схем є широке різноманіття [[вбудована система|вбудованих систем]].

Якщо не вдається розмістити всі необхідні схеми на одному напівпровідниковому кристалі, то використовується схема із декількох кристалів, розміщених в одному корпусі (''System in Package''&nbsp;— ''SiP''). ''SoC'' вважається вигіднішою конструкцією, оскільки дозволяє збільшити відсоток придатних схем при виготовленні та спростити конструкцію корпуса.<ref>[http://www.eetimes.com/showArticle.jhtml;?articleID=159901628 Великі дебати: SOC проти SIP (англійською)]</ref>

* [[мікроконтролер]], [[мікропроцесор]] чи [[процесор цифрових сигналів]]. Деякі схеми обладнані більшбільше ніж одним процесором, тоді їх ще називають MPSoC (Multiprocessor System-on-Chip),

Блоки між собою можуть з'єднуватисяєднувати за допомогою [[шина|шини]] власної розробки чи стандартної конструкції, наприклад стандартизована [[AMBA specification|AMBA]] в чипах [[Архітектура ARM|ARM]]. Якщо в складі чипу є контролер прямого доступу пам'яті ([[DMA]]), то за його допомогою можна заносити дані дані ізз зовнішніх пристроїв безпосередньо до пам'яті чипа, не витрачаючи процесорних ресурсів.[[Файл:ARMSoCBlockDiagram.svg|right|300px|thumbnail|Система на кристалі основана на мікроконтролерах]]

Для повноцінного функціонування системи програмна складова відіграє не менш важливу роль, ніж апаратна. Як правилоЗазвичай розробка ведеться паралельно. Апаратна частина складається іззі стандартних налагоджених блоків, для зборкизбірки програмної частини потім використовуютьсявикористовують готові драйверадрайвери. ВикористовуютьсяВикористовують [[Система автоматизованого проектування|засоби розробок CAD]] та [[Інтегроване середовище розробки|інтегровані програмні оболонки]].

Для того, щоб переконатися в правильній роботі створеної комбінації блоків, драйвери та програму завантажуюьбзавантажують в емулятор апаратної частини [[FPGA]]. Також потрібно задати розміщення блоківіблоків таі розробити міжблочні зв'язки.

Перед здачею у виробництво апаратнаапаратну частиначастину тестуєтьсятестують на коректність із використанням мов програмування: [[Verilog]] и [[VHDL]]; а також складніших схем&nbsp;— [[SystemVerilog]], [[SystemC]], {{нп|треба=e (мова перевірки схем)|текст=е|мова=en|є=e (verification language)}} та [[OpenVera]]. 70% усіх ресурсів, які витрачаютьзатрачених на розробку чипу, витрачається саме на даномуцьому етапі.

Системи на кристалі використовують менше енергії, коштують дешевше і працюють надійніше, ніж набори мікросхем із такою ж функціональністю. Менша кількість складових спрощує монтаж готового виробу. Але все ж таки, створення однієї дуже великої і складної системи на кристалі може виявитися дорожчим процесом, ніж серія малих, через складність розробки, налагодження та зменшення частки придатних виробів.

ПриУ проектуванніході проектування систем на кристалі необхідно вирішувати проблему затримок таі асинхронізму сигналів. Особливо це важливо при формуванні мережевих структур. Найбільш перспективнимНайперспективнішим шляхом вирішення цієї проблеми вважається використання бездротових мереж на кристалі (Wireless network-on-chip, WNOC), що дозволяєдає змогу обійтиуникнути обмеження класичних мереж, а також забезпечить зв'язок між наномасштабними компонентами мікросхем і макрорівнем <ref>Слюсар Д., Слюсар В. Беспроводные сети на кристалле – перспективные идеи и методы реализации. //Электроника: наука, технология, бизнес. – 2011. - № 6. - C. 74 - 83. [http://slyusar.kiev.ua/ENTB_06_2011_074_083.pdf]</ref>