Что такое однокристальный процессор
Система на кристалле — в микроэлектронике — электронная схема, выполняющая функции целого устройства (например, компьютера) и размещенная на одной интегральной схеме.
В англоязычной литературе называется System-on-a-Chip, SoC.
В зависимости от назначения она может оперировать как цифровыми сигналами, так и аналоговыми, аналого-цифровыми, а также частотами радиодиапазона. Как правило, применяются в портативных и встраиваемых системах.
Если разместить все необходимые цепи на одном полупроводниковом кристалле не удается, применяется схема из нескольких кристаллов, помещенных в единый корпус (System in a package, SiP). SoC считается более выгодной конструкцией, так как позволяет увеличить процент годных устройств при изготовлении и упростить конструкцию корпуса.
Китайские ученые готовы приступить к производству 22-нм чипов
Пока компания Samsung готовится приступить к производству 14-нм чипов, китайские ученые из Института микроэлектроники Китайской Академии Наук (IMECAS) готовят к выходу собственный 22-нм процессор.
Устройство
Типичная SoC содержит:
- один или несколько микроконтроллеров, микропроцессоров или ядерцифровой обработки сигналов (DSP),
- банк памяти, состоящий из модулей ПЗУ, ОЗУ, ППЗУ или флеш.
- источники опорной частоты, например, кварцевые резонаторы и схемы ФАПЧ (фазовой автоподстройки частоты), , счетчики, цепи задержки после включения,
- блоки, реализующие стандартные интерфейсы для подключения внешних устройств: USB, FireWire, Ethernet, USART, SPI.
- блоки цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей.
- регуляторы напряжения и стабилизаторы питания.
В программируемые SOC часто входят также блоки программируемых логических матриц - ПЛМ; а в программируемые аналого-цифровые SOC - еще и программируемые аналоговые блоки.
Блоки могут быть соединены с помощью шины собственной разработки или стандартной конструкции, например AMBA в чипах компании ARM. Если в составе чипа есть контроллер прямого доступа к памяти (ПДП), то с его помощью можно заносить данные с большой скоростью из внешних устройств напрямую в память чипа, минуя процессорное ядро.
Разработка систем-на-кристалле
Для функционирования системы программное обеспечение не менее важно, чем аппаратное. Разработка, как правило, ведётся параллельно. Аппаратная часть собирается из стандартных отлаженных блоков, для сборки программной части используются готовые драйверы. Применяются средства разработки CAD и интегрированные программные оболочки.
Для того, чтобы удостовериться в правильной работе созданной комбинации блоков, драйверы и программу загружают в эмулятор аппаратной части (микросхему с программируемыми цепями, FPGA). Также требуется задать расположение блоков и разработать межблочные связи.
Перед сдачей в производство аппаратная часть тестируется на корректность с использованием языков VHDL, а для более сложных схем — SystemVerilog, e и OpenVera. До 70 % общих усилий на разработку затрачивается именно на этом этапе.
Системы на кристалле потребляют меньше энергии, стоят дешевле и работают надёжнее, чем наборы микросхем с той же функциональностью. Меньшее количество корпусов упрощает монтаж. Тем не менее, создание одной слишком большой и сложной системы на кристалле может оказаться более дорогим процессом, чем серии из маленьких из-за сложности разработки и отладки и снижения процента годных изделий.
Еще ее называют «система на кристалле». Это электронная схема в микроэлектронике, выполняющая функции целого устройства (например, компьютера) и размещенная на одной интегральной схеме. Такой принцип объединения применяется в первую очередь потому, что техника требует миниатюризации.
Без компактного уплотнения графической карты, процессора и других элементов в одну микросхему в миниатюризации не обойтись. В этом деле важен каждый миллиметр. Однокристальные системы удобны своей практичной комплектацией — они занимают мало места, но выполняют функцию полноценного компьютера. Поэтому в будущем очевидно применение систем на кристалле в портативной и автономной технике. Не в той, которая есть сейчас, а в еще более портативной. Возможно, сейчас мы даже не можем себе ее представить, но она будет создана именно благодаря однокристальным системам.
LG готовится встряхнуть рынок смартфонов
В настоящее время наблюдается тенденция сокращения цепочек поставок комплектующих среди производителей мобильных устройств. Все без исключения желают контролировать полный цикл изготовления и сборки мобильных устройств. Компания LG решила не игнорировать опыт компании Apple и в будущем планирует выпускать смартфоны на базе однокристальных систем собственной разработки. Южнокорейский гигант планирует только разрабатывать дизайн чипов, а производство, как и «яблочная» компания, возложить на других (TSMC).
Samsung представила 64-битный процессор Exynos 7 Octa
Разработка систем-на-кристалле
Для функционирования системы программное обеспечение не менее важно, чем аппаратное. Разработка, как правило, ведётся параллельно. Аппаратная часть собирается из стандартных отлаженных блоков, для сборки программной части используются готовые подпрограммы настройки соответствующих блоков, реализующие необходимые процедуры и функции, которые в англо-язычной литературе часто называются драйверами. Применяются средства автоматизации разработки CAD и интегрированные программные оболочки.
Для того, чтобы удостовериться в правильной работе созданной комбинации блоков, драйверы и программу загружают в эмулятор аппаратной части (микросхему с программируемыми цепями, FPGA). Также требуется задать расположение блоков и разработать межблочные связи.
Перед сдачей в производство аппаратная часть тестируется на корректность с использованием языков Verilog и VHDL, а для более сложных схем — SystemVerilog, SystemC, e и OpenVera. До 70 % общих усилий на разработку затрачивается именно на этом этапе.
Системы-на-кристалле потребляют меньше энергии, стоят дешевле и работают надёжнее, чем наборы микросхем с той же функциональностью. Меньшее количество корпусов упрощает монтаж. Тем не менее, создание одной большой и сложной системы на кристалле оказывается более дорогим процессом, чем серии из маленьких, из-за сложности разработки и отладки и снижения процента выхода годных изделий.
Названа официальная дата анонса смартфона LG G2
Компания LG запланировала на 7 августа в Нью-Йорке специальное мероприятие. Приглашения, которые разослал южнокорейский гигант, ни у кого не вызывают сомнений, что в ходе специального мероприятия будет показан новый флагманский смартфон LG G2.
Платформа NVIDIA Tegra 4: лидер или аутсайдер?
Американская компания NVIDIA представит новое поколение известных однокристальных систем Tegra в ходе приближающейся выставки CES 2013. В Сети появилась информация, что в ходе CES 2013 будут представлены две аппаратные платформы NVIDIA Tegra 4, которые получили кодовые названия Wayne и Grey.
Содержание
Устройство
Типичная SoC содержит:
- один или несколько микроконтроллеров, микропроцессоров или ядер цифровой обработки сигналов (ПЗУ, ОЗУ, ППЗУ или Flash.
- источники опорной частоты, например, кварцевые резонаторы и фильтр умножителя частоты (phase-locked loops), , счетчики, цепи задержки после включения,
- стандартные интерфейсы для внешних устройств: FireWire, SPI.
- входы и выходы цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей.
- регуляторы напряжения и стабилизаторы питания.
Блоки могут быть соединены с помощью шины собственной разработки или стандартной конструкции, например AMBA в чипах компании DMA), то с его помощью можно заносить данные с большой скоростью из внешних устройств напрямую в память чипа, минуя процессорное ядро.
Qualcomm готовит однокристальные системы для дешевых смартфонов
Спрос на однокристальные системы Qualcomm Snapdragon S4 настолько велик, что компании пришлось привлечь контрактных производителей, чтобы справится с ним. Но это никак не мешает компании Qualcomm развиваться и оставаться востребованной.
MediaTek представила первый восьмиядерный процессор в мире
В начале этого месяца в Сети появились первые упоминания о первом в мире восьмиядерном процессоре производства MediaTek, но только сейчас китайская компания решила представить новинку официально.
Сегодня вечером состоится специальное мероприятие Breakfast with Sundar Pichai, в ходе которого компания Google покажет ожидаемый всеми планшет Nexus 7 второго поколения, позиционируемый как главный конкурент iPad Mini и Samsung Galaxy Tab 3 7.
Сегодня компания Nokia официально представила свой новый флагманский смартфон под управлением ОС Windows Phone 8 – Lumia 1020. Стоит сразу отметить, что удивить финскому производителю не удалось, так как практически все характеристики новой надежды финнов были известны еще до начала презентации.
Сегодня вечером состоится мероприятие ZoomReinvented от Nokia, в ходе которого финская компания покажет ожидаемый всеми камерофон Nokia Lumia 1020, который станет главным конкурентом Samsung Galaxy S4 Zoom.
Четыре процессорных ядра новой платформы ST-Ericsson работают на частоте 2,5 ГГц
В настоящее время стало известно, что конкуренцию представленным недавно однокристальным системам NVIDIA Tegra 4, Samsung Exynos 5 Octa и линейке Snapdragon составит платформа ST-Ericsson NovaThor L8580.
Основные архитектуры процессоров ОМК
В современных ОМК применяются следующие архитектуры процессоров :
-
— (Reduced Instruction Set Computer) архитектура с сокращенным набором команд. — (Complex Instruction Set Computer) традиционная архитектура с расширенным набором команд. — (Advanced RISC — machine) усовершенствованная RISC архитектура.
Главная задача RISC-архитектуры - обеспечение наивысшей производительности процессора. Её отличительными чертами является:
- малое число команд процессора (несколько десятков);
- каждая команда выполняется за минимальное время (1-2 машинных цикла, такта).
- максимально возможное число регистров общего назначения процессора (несколько тысяч);
- увеличенная разрядность процессора (12, 14, 16 бит).
Современная RISC-архитектура включает, как правило, только последние 3 пункта, так как за счет повышенной плотности компоновки БИС стало возможным реализовать большое количество команд.
В современных 32-разрядных ОМК используют ARM архитектуру (расширенная RISC архитектура с суперсокращением команд ТНUМВ).
Motorola начала рекламную кампанию флагманского смартфона Moto X
В настоящее время в Сети появилась информация о будущем устройстве HTC. Ресурс evleaks сообщает о фаблете, который получил кодовое название HTC T6, и станет увеличенной версией HTC One.
Самая мощная SoC Snapdragon 800 ничто по сравнению с новым процессором Intel Bay Trail
В настоящее время в Сети появились первые результаты тестов производительности однокристальной системы Intel Bay Trail. Это хорошая новость для приверженцев архитектуры x86 и не очень для поклонников чипов ARM.
Классификация ОМК
Ссылки
- Микроконтроллеры
- Электроника
- Цифровые интегральные схемы
Wikimedia Foundation . 2010 .
Содержание
Смотреть что такое "Однокристальный микроконтроллер" в других словарях:
Микроконтроллер — В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из за отсутствия сносок … Википедия
КМ1816ВЕ48 — Советcкий ОМК КМ1816ВЕ48, клон I8748 фирмы «Intel» КМ1816ВЕ48 8 битный однокристальный микроконтроллер (ОМК), советский клон ОМК i8748 фирмы Intel. Выпускался с начала 1980 х годов до нед … Википедия
Intel 8051 — Intel P8051 Intel 8051 это однокристальный микроконтроллер (не путать с процессором) гарвардской архитектуры, который был впервые произведен Intel в 1980 году … Википедия
Электроника С5 — Электроника С5 серия советских управляющих микрокомпьютеров, разработанных конструкторским бюро при заводе «Светлана». Разработчики А. В. Палагин, В. А. Иванов. Содержание 1 Электроника С5 01 2 Электроника С5 02 … Википедия
КР1816ВЕ51 — Intel P8051 Intel 8051 это однокристальный микроконтроллер (не путать с процессором) гарвардской архитектуры, который был впервые произведен 1980 году, для использования во встраиваемых системах. В течение 1980 ых и начале 1990 ых годов был… … Википедия
Км1816ве48 — Советcкий ОМК КМ1816ВЕ48, клон I8748 фирмы «Intel» КМ1816ВЕ48 8 битный однокристальный микроконтроллер (ОМК), советский клон ОМК i8748 фирмы 1980 х годов до недавнего времени на заводе «Квазар» в г. Киев. Получил широкое распространение во… … Википедия
Intel 8058 — это восьмибитный однокристальный микроконтроллер компании Intel, появившийся на рынке в 1980. Он принадлежит к группе MCS 51, которая практически идентична процессору 8051. Разница с другими версиями в следующих параметрах: Размер памяти данных… … Википедия
1801BMx — 1801ВМx серия советских 16 разрядных однокристальных микропроцессоров. Первоначально разрабатывалась[1] как однокристальная ЭВМ (микроконтроллер) 1801ВЕ1 (с собственной архитектурой «Электроника НЦ»), который в свою очередь был развитием… … Википедия
Цифровой сигнальный процессор — (англ. Digital signal processor, DSP; сигнальный микропроцессор, СМП; процессор цифровых сигналов, ПЦС) специализированный микропроцессор, предназначенный для цифровой обработки сигналов (обычно в реальном масштабе времени) … Википедия
К1810ВМ86 — К1810ВМ86 >> Центральный процессор Микропроцессор К1810ВМ86 … Википедия
Система на кристалле (однокристальная система) — в микроэлектронике — электронная схема, выполняющая функции целого устройства (например, компьютера) и размещенная на одной интегральной схеме.
В англоязычной литературе называется System-on-a-Chip, SoC .
В зависимости от назначения она может оперировать как цифровыми сигналами, так и аналоговыми, аналого-цифровыми, а также частотами радиодиапазона. Как правило, применяются в портативных и встраиваемых системах.
Если разместить все необходимые цепи на одном полупроводниковом кристалле не удается, применяется схема из нескольких кристаллов, помещенных в единый корпус (System in a package, SiP). SoC считается более выгодной конструкцией, так как позволяет увеличить процент годных устройств при изготовлении и упростить конструкцию корпуса.
См. также
Платформа NVIDIA Tegra 4 в шесть раз мощнее Tegra 3
Allwinner готовит мощные однокристальные системы для дешевых планшетов
Компания AllWinner не является известным производителем процессоров для мобильных устройств в западных странах, но среди китайских производителей пользуется высокой популярностью. В настоящее время компания готовит к выходу на рынок две новые однокристальные системы, которые станут основою дешевых планшетов и смартфонов китайского производства. Новинки получили названия AllWinner A20 и AllWinner A31.
Полезное
«Атомный» век продолжается: новые чипы от Intel
Новый роадмап дает представление о платформе Valley View-T и процессорах Intel Atom следующего поколения. Однокристальные системы, известные под кодовым названием Intel Bay Trail-T, появятся в 2014 году и заменят платформу Cloverview с SoC Clover Trail. Новинки нацелены на планшетные компьютеры и будут исполнены по нормам 22-нанометрового технологического процесса. По производительности процессоры Bay Trail-T превзойдут Clover Trail на 50 — 60 процентов. При этом их энергоэффективность увеличится в два раза.
Однокристальные микроконтроллеры — функционально законченный МПК, реализованный в виде одной СБИС (сверх-БИС). ОМК включает процессор, ОЗУ, ПЗУ, порты ввода/вывода для подключения внешних устройств, модули ввода аналогового сигнала АЦП, таймеры, контроллеры прерывания, контроллеры различных интерфейсов и т. д. Простейший ОМК представляет собой БИС площадью не более 1 см и всего с восемью выводами.
Читайте также: