XC7Z100-2FFG900I - ინტეგრირებული სქემები, ჩაშენებული, სისტემა ჩიპზე (SoC)

ძირითადი SoC არქიტექტურა

ტიპიური სისტემა-ჩიპზე არქიტექტურა შედგება შემდეგი კომპონენტებისგან:
- მინიმუმ ერთი მიკროკონტროლერი (MCU) ან მიკროპროცესორი (MPU) ან ციფრული სიგნალის პროცესორი (DSP), მაგრამ შეიძლება იყოს რამდენიმე პროცესორის ბირთვი.
- მეხსიერება შეიძლება იყოს ერთი ან მეტი RAM, ROM, EEPROM და ფლეშ მეხსიერება.
- ოსცილატორი და ფაზაში ჩაკეტილი მარყუჟის სქემები დროის იმპულსური სიგნალების უზრუნველსაყოფად.
- პერიფერიული მოწყობილობები, რომლებიც შედგება მრიცხველებისა და ტაიმერებისგან, ელექტრომომარაგების სქემებისგან.
- დაკავშირების სხვადასხვა სტანდარტების ინტერფეისები, როგორიცაა USB, FireWire, Ethernet, უნივერსალური ასინქრონული გადამცემი და სერიული პერიფერიული ინტერფეისები და ა.შ.
- ADC/DAC ციფრულ და ანალოგურ სიგნალებს შორის კონვერტაციისთვის.
- ძაბვის რეგულირების სქემები და ძაბვის რეგულატორები.
SoC-ების შეზღუდვები

ამჟამად, SoC საკომუნიკაციო არქიტექტურის დიზაინი შედარებით მომწიფებულია.ჩიპების კომპანიების უმეტესობა იყენებს SoC არქიტექტურას მათი ჩიპების წარმოებისთვის.თუმცა, რამდენადაც კომერციული აპლიკაციები აგრძელებენ ინსტრუქციის თანაარსებობას და პროგნოზირებადობას, ჩიპში ინტეგრირებული ბირთვების რაოდენობა გაიზრდება და ავტობუსზე დაფუძნებული SoC არქიტექტურები სულ უფრო რთული გახდება გამოთვლითი მზარდი მოთხოვნების დაკმაყოფილება.ამის ძირითადი გამოვლინებებია
1. ცუდი მასშტაბირება.soC სისტემის დიზაინი იწყება სისტემის მოთხოვნების ანალიზით, რომელიც განსაზღვრავს მოდულებს აპარატურულ სისტემაში.იმისათვის, რომ სისტემამ სწორად იმუშაოს, ჩიპზე SoC-ში თითოეული ფიზიკური მოდულის პოზიცია შედარებით ფიქსირდება.ფიზიკური დიზაინის დასრულების შემდეგ, ცვლილებები უნდა განხორციელდეს, რაც ეფექტურად შეიძლება იყოს რედიზაინის პროცესი.მეორეს მხრივ, ავტობუსის არქიტექტურაზე დაფუძნებული SoC-ები შეზღუდულია პროცესორის ბირთვების რაოდენობით, რომლებიც შეიძლება გაგრძელდეს მათზე ავტობუსის არქიტექტურის თანდაყოლილი საარბიტრაჟო კომუნიკაციის მექანიზმის გამო, ანუ პროცესორის ბირთვების მხოლოდ ერთ წყვილს შეუძლია ერთდროულად კომუნიკაცია.
2. ექსკლუზიურ მექანიზმზე დაფუძნებული ავტობუსის არქიტექტურით, SoC-ის თითოეულ ფუნქციურ მოდულს შეუძლია დაუკავშირდეს სისტემის სხვა მოდულებს მხოლოდ მას შემდეგ, რაც მას ავტობუსზე კონტროლი ექნება.მთლიანობაში, როდესაც მოდული იძენს ავტობუსის საარბიტრაჟო უფლებებს კომუნიკაციისთვის, სისტემის სხვა მოდულებმა უნდა დაიცადონ ავტობუსი თავისუფალი.
3. ერთი საათის სინქრონიზაციის პრობლემა.ავტობუსის სტრუქტურა მოითხოვს გლობალურ სინქრონიზაციას, თუმცა, რადგან პროცესის ფუნქციის ზომა უფრო და უფრო მცირე ხდება, ოპერაციული სიხშირე სწრაფად იზრდება, მოგვიანებით მიაღწევს 10 გჰც-ს, კავშირის დაგვიანებით გამოწვეული ზემოქმედება იმდენად სერიოზული იქნება, რომ შეუძლებელი იქნება გლობალური საათის ხის დაპროექტება. და უზარმაზარი საათის ქსელის გამო, მისი ენერგიის მოხმარება დაიკავებს ჩიპის მთლიანი ენერგიის მოხმარების დიდ ნაწილს.