Et system på en brikke (eller system-on-a-chip , forkortet SoC , lit. "system on an integrert krets"), i digital elektronikk , er en integrert krets som i en enkelt brikke inneholder et helt system, eller rettere sagt, i tillegg til den sentrale prosessoren , integrerer den også et brikkesett og muligens andre kontrollere som for eksempel den for RAM -minnet , inngangs-/utgangskretsene eller videodelsystemet.
En enkelt brikke kan inneholde digitale, analoge og radiofrekvenskretser i en enkelt brikke. Denne typen integrerte er ofte brukt i innebygde applikasjoner , gitt den lille størrelsen de når med integrering av alle komponenter. Et alternativ utgjøres av system in package (SiP), som er en enkelt pakke som inneholder flere integrerte kretser.
Intel hadde allerede i 2001 forsøkt å utvikle en SoC, takket være Timna -prosjektet (ment for billige PC-er), men som deretter ble forlatt av strategiske årsaker til fordel for den første Pentium M Banias som alltid var en tradisjonell prosessor. Deretter snakket ikke Intel lenger om SoC-er i sine presentasjoner til pressen eller publikum, og fortsatte å følge tradisjonell maskinvareutvikling . Andre selskaper presenterte imidlertid noen SoC-produkter, og blant disse var en av de mest aktive gjennom årene VIA , som imidlertid først og fremst ment for den innebygde sektoren .
I 2007 kom Intel tilbake til å snakke om SoC med Tolapai- prosjektet , også ment for den innebygde sektoren, og som integrerer RAM-minnekontrolleren og inngangs-/utgangskretsene. Tolapai er derfor en prosessor perfekt integrert med brikkesettet, og spesielt med både Northbridge og Southbridge . Nesten samtidig ble den kommende ankomsten av den første SoC-prosessoren for bruk i UMPC ultraportable systemer , Lincroft , også annonsert, som vil være grunnlaget for den fremtidige Intel Moorestown -plattformen som opprinnelig var planlagt for 2009 .
Andre populære SoC-systemer er for eksempel Nvidia Tegra , Qualcomm Snapdragon , MediaTek , Samsung Exynos , ST-Ericsson NovaThor , i.MX fra Freescale Semiconductor, Apple Axe og M1 (1920-tallet 2000) og ZMS sin ZiiLABS.
Et typisk SoC-system inkluderer:
De ulike funksjonsblokkene kobles sammen via proprietær BUS eller standard BUS som AMBA BUS designet av ARM . DMA - styring av overføringene mellom minne og eksterne busser øker ytelsen uten å belaste prosessoren.
En Soc består av blokkene beskrevet ovenfor, men også av programvaren som styrer de ulike komponentene og får dem til å samhandle. Programmene er designet for å skape parallelle strømmer i brikken for å følge en parallell tilnærming . Mange SoC-er er utviklet fra standardblokker som beskriver maskinvarekomponentene og fra driverne som administrerer blokkene. Av spesiell betydning er sjåførene som styrer grensesnittet med standardbussene. Maskinvaremodulene er kombinert i ett enkelt integrert gjennom CAD -verktøy mens de individuelle driverne kombineres i ett enkelt program gjennom passende utviklingsmiljøer.
Utformingen av et SoC-system går gjennom den grunnleggende fasen av emulering. SoC-systemmodulene lastes inn i en FPGA -brikke mens programmet lagres fra utviklingsmiljøets RAM. Dette lar deg teste og avgrense SoC-brikken raskt og enkelt ettersom emulatoren replikerer SoC-brikken perfekt, men gir mulighet for rask maskinvaremodifisering ved ganske enkelt å modifisere programmet lastet av FPGA. Etter emuleringsfasen følger SoC-brikken de klassiske utviklingsfasene til en tilpasset brikke .
Brikken gjennomgår verifiseringsfasen. Språkene som Verilog og VHDL brukes til å verifisere det integrerte. For komplekse integrerte systemer brukes også systemer som SystemVerilog, SystemC og Vera. Defektene og feilene som er identifisert av verifikasjonsfasen, henvises til designet for passende rettelser. Normalt brukes 70 % av en brikkes utviklingstid under verifiseringsfasen.
SoC-er kan bygges med forskjellige teknologier, inkludert:
SoC-systemer er vanligvis laveffekts- og rimelige enheter, i tillegg til at de har større pålitelighet enn multi-chip-systemene de erstatter. Det reduserte antallet komponenter reduserer også kostnadene ved montering og dimensjonene til produktet.
Imidlertid, som alle VLSI-prosjekter, påvirker de høye kostnadene ved å utvikle tilpassede løsninger de totale kostnadene betydelig, og derfor ender disse integrerte generelt opp med å koste mer enn løsninger basert på generisk integrert.