سیستم روی یک تراشه

یک سیستم روی تراشه (SoC / ˌɛsˌoʊˈsiː / es-oh-SEE یا / sɒk / sock) یک مدار مجتمع است (همچنین به عنوان "تراشه" نیز شناخته می شود) که تمام یا بیشتر اجزای رایانه یا سیستم الکترونیکی دیگر را ادغام می کند. این قطعات تقریباً همیشه شامل یک واحد پردازش مرکزی (CPU)، حافظه، پورت های ورودی / خروجی و ذخیره سازی ثانویه است - همه روی یک بستر یا میکرو تراشه به اندازه یک سکه. ممکن است شامل توابع پردازش سیگنال دیجیتال، آنالوگ، سیگنال مختلط و غالباً فرکانس رادیویی باشد (در غیر اینصورت فقط یک پردازنده برنامه در نظر گرفته می شود). SoC های با عملکرد بالاتر اغلب با حافظه اختصاصی و جداگانه ذخیره سازی می شوند و حافظه ثانویه (تقریباً همیشه LPDDR و eUFS یا eMMC) تراشه هایی که ممکن است در بالای SoC به صورت لایه ای قرار بگیرند در آنچه که به عنوان بسته بندی در بسته بندی (PoP) شناخته می شود، یا در نزدیکی SoC قرار بگیرید. علاوه بر این، SoC ها ممکن است از مودم های بی سیم جداگانه استفاده کنند. SoC ها در تضاد با معماری رایج رایانه مبتنی بر مادربرد سنتی هستند که اجزا را بر اساس عملکرد جدا می کند و آنها را از طریق یک صفحه مدار رابط مرکزی به هم متصل می کند. اجزا را به یک مدار مجتمع واحد تبدیل می کند. SoC به طور معمول پردازنده، رابط های گرافیکی و حافظه، اتصال دیسک سخت و USB حافظه های دسترسی تصادفی و فقط خواندنی و ذخیره سازی ثانویه را روی یک مدار واحد ادغام می کند؛ در حالی که مادربرد متصل می شود. این ماژول ها به عنوان اجزای گسسته یا کارت های توسعه هستند.

پردازندهٔ Geode ساخت ای‌ام‌دی، یک سیستم برون‌تراشه سازگار با معماری اِکس ۸۶

SoC میکروکنترلر یا ریزپردازنده را با تجهیزات جانبی پیشرفته مانند واحد پردازش گرافیک (GPU)، ماژول Wi-Fi یا یک یا چند پردازنده همزمان ادغام می کند. مشابه چگونگی ادغام میکروکنترلر ریزپردازنده با مدارهای جانبی و حافظه، یک SoC را می توان یکپارچه سازی میکروکنترلر با تجهیزات جانبی پیشرفته تر نیز دانست.

طراحی های کاملاً یکپارچه سیستم های رایانه ای نسبت به طرح های چند تراشه ای با عملکرد معادل، باعث بهبود عملکرد و کاهش مصرف برق و همچنین سطح قالب نیمه هادی می شوند. این به قیمت کاهش تعویض قطعات است. طبق تعریف، طراحی SoC به طور کامل یا تقریباً کامل در ماژولهای مختلف قطعات ادغام شده است. به همین دلایل، یک روند کلی به سمت ادغام دقیق تر اجزای سازنده در صنعت سخت افزار رایانه وجود داشته است؛ که بخشی از آن به دلیل تأثیر SoC ها و درس هایی است که از بازارهای محاسبات تلفن همراه و جاسازی شده گرفته شده است. SoC ها را می توان به عنوان بخشی از روند بزرگتر به سمت محاسبات تعبیه شده و شتاب سخت افزاری در نظر گرفت.

SoC ها در محاسبات موبایل (مانند تلفن های هوشمند) و بازارهای محاسبات لبه ای بسیار رایج هستند. همچنین از آنها معمولاً در سیستم های جاسازی شده و اینترنت اشیا استفاده می شود.

انواعویرایش

 
سیستم مبتنی بر میکروکنترلر روی تراشه
 
AMD Am286ZX / LX ، SoC مبتنی بر Intel 80286

به طور کلی، چهار نوع SoC قابل تشخیص است:

  • SoCs ساخته شده در اطراف یک ریزپردازنده، که اغلب در تلفن های همراه وجود دارد.
  • مدارهای مجتمع مختص برنامه ویژه SoC که برای برنامه های خاصی طراحی شده اند که در دو دسته فوق نمی گنجند.
  • SoC های قابل برنامه ریزی (PSoC)، که در آن بیشتر قابلیت ها ثابت است اما برخی از قابلیت ها به روشی مشابه آرایه گیت قابل برنامه ریزی در زمینه، قابل برنامه ریزی مجدد هستند.

برنامه های کاربردیویرایش

SoC ها را می توان برای هر کار محاسباتی اعمال کرد. با این حال، آنها معمولاً در رایانه های همراه مانند رایانه لوحی، تلفن های هوشمند، ساعتهای هوشمند و نت بوک و همچنین سیستم های جاسازی شده و در برنامه هایی که قبلاً از میکروکنترلرها استفاده می شد، استفاده می شوند.

سیستم های جاسازی شدهویرایش

در جاهایی که قبلاً فقط میکروکنترلرها می توانستند استفاده شوند، SoC ها در بازار سیستم های جاسازی شده برجسته می شوند. یکپارچه سازی سیستم با اطمینان بیشتر و میانگین زمان بین خرابی را ارائه می دهد و SoC ها عملکرد و قدرت محاسباتی پیشرفته تری نسبت به میکروکنترلرها ارائه می دهند. این برنامه ها شامل شتاب هوش مصنوعی، بینایی ماشین تعبیه شده، جمع آوری داده ها، دور سنجی ، پردازش برداری و هوش محیطی است. SoC های جاسازی شده اغلب اینترنت اشیا، اینترنت صنعتی اشیا و بازارهای رایانش لبه ای هدف قرار می دهند.

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش