Çip üzərində sistem

Çip üzərində sistem (ing. System-on-a-Chip, SoC (tələffüz edilir "es-ou-si")) — mikroelektronikada— bir inteqral sxem daxilində yerləşdirilmiş hər hansı bütöv bir avadanlığın (məs. kompüter) funksiyalarını yerinə yetirə bilən mikrosxem növüdür. Tətbiqindən asılı olaraq analoq, rəqəmsal, analoq-rəqəmsal məlumatlarla, həmçinin radiodalğaların tezlikləri ilə əməliyyatlar apara bilər. Əsasən portativ və inteqrə sistemlərində tətbiq edilir. Əgər bütünlükdə komponentlərin hamısını bir-bir çip içərisinə yerləşdirmək mümkün olmursa, bir korpusa (ing. System in a package, SiP) yerləşdirilmiş bir neçə çipdən ibarət sxem tətbiq edilir. SüÇ daha sərfəli konstruksiya sayılır, çünki istehsal edilərkən daha çox yararlı məhsul əldə etmək və korpusun konstruksiyasını daha çox sadələşdirmək mümkün olur .

Apple A8X (iPad Air 2-nin) — Çip üzərində sistem.

Çip üzərində sistem diaqramı.

Daxili komponentləri

Ümumilikdə ÇüS ibarətdir:

• bir və ya bir neçə mikrokontrollerdən, mikroprosessordan və ya rəqəmsal siqnal prosessoru (DSP) nüvəsindən,
• ROM, RAM, Flash Yaddaş və s. yaddaş modullarından ibarət Yaddaş bankından,
• dayaq tezliyi mənbəsi, məsələn, kvars rezonatorları və TFA (tezliyin faza avtoköklənməsi) sxemindən,
• taymerlər, sayğaclar,
• xarici qurğuların qoşulması üçün istifadə edilən standart interfeyslər bloku: USB, FireWire, Ethernet, USART, SPI,
• rəqəmsal-analoq və analoq-rəqəmsal siqnal çeviriciləri bloku,
• gərginlik tənzimləyicisi və elektrik qidalanma stabilizatoru.

Proqramlaşdırıla bilən ÇüS-də əlavə olaraq proqramlaşdırılan məntiq matrisası (ing. PLC), proqramlaşdırıla bilən analoq-rəqəmsal ÇüS-də həmçinin proqramlaşdırılan analoq bloklar olur.

Bloklar bir-biriləri ilə standart konstruksiyalı və ya istehsalçının özü tərəfindən yaratdığı şinlə (məsələn AMBA ARM şirkətinin istehsalı olan çiplərdə) birləşdirilir.

Əgər çipin tərkibində yaddaşa birbaşa müraciət kontrolleri vardırsa, onun vasitəsilə məlumatları xarici yaddaşdan mərkəzi prosessoru adlayaraq birbaşa çipin yaddaşına yükləmək olur, bununla avadanlığın iş sürətini artırmaq olar.

Çip üzərində sistem yaradılıb-hazırlanması

Sistem funksiyalarını yerinə yetirə bilməsi üçün həm avadanlıq, həm də proqram təminatı uyğun işləməlidir. Yaradılış paralel aparılır. Avadanlıq hissəsi standart qaydaya salınmış bloklardan yığılır, proqram hiisəsi isə əsasən ingilis dilli ədəbiyyatlarda tez-tez rast gəliyimiz "drayver" adlandırılan hazır, uyğun bloklara köklənmiş, alt proqramlardan istifadə olunur. Layihələşdirmə üçün layihəni avtomatlaşdıran CAD və inteqrə olunmuş proqram örtüylərindən istifadə olunur.

Layihələşdirilmiş ÇüS-in düzgün işləməsini yoxlamaq üçün blokların komponentlərini, drayverləri və proqramları avadanlıq emulyatoruna (proqramlaşdırıla bilər hissələrdən ibarət mikrosxem, FPGA) yükləyirlər. Blokların yerləşməsi və aralarındakı əlaqə formatını da həmçinin emulyatora yerləşdirmək lazımdır.

İstehsala təqdim etməkdən öncə, avadanlıq hissəsin düzgün işləməsini Verilog və VHDL, daha mürəkkəb formalı sxemləri isə — SystemVerilog, SystemC, e və OpenVera dillərindən istifadə etməklə testdən keçirirlər. Sistem yaradılıb-hazırlanmasına sərf olunan ümumi gücün 70% bu mərhələdə sərf olunur.

Çip üzərində sistem az enerji sərf edir, ucuz başa gəlir və daha etibarlı işləyir, nəinki eyni funksionallı mikrosxem dəstlərindən ibarət sxemlərdən. Bir ÇüS-in quraşdırılması prosesi bir necə mikrosxemin montajından sadə başa gəlir. Bütün bunlara baxmayaraq, ÇüS-in proektlənməsi və düzəldilməsi, mikrosxem dəstlərindən ibarət sxemlərə baxdıqda daha baha başa gələn bir prosesdir.

Həmçinin baxın

• Mikrokontroller