XC7Z100-2FFG900I – Geïntegreerde stroombane, ingebed, stelsel op chip (SoC)

Basiese SoC-argitektuur

'n Tipiese stelsel-op-skyfie-argitektuur bestaan ​​uit die volgende komponente:
- Ten minste een mikrobeheerder (MCU) of mikroverwerker (MPU) of digitale seinverwerker (DSP), maar daar kan veelvuldige verwerkerkerne wees.
- Die geheue kan een of meer van RAM, ROM, EEPROM en flitsgeheue wees.
- Ossillator- en fasegeslote luskringe vir die verskaffing van tydpulsseine.
- Randapparatuur wat bestaan ​​uit tellers en timers, kragtoevoerkringe.
- Interfaces vir verskillende standaarde van konnektiwiteit soos USB, FireWire, Ethernet, universele asynchrone transceiver en seriële perifere koppelvlakke, ens.
- ADC/DAC vir omskakeling tussen digitale en analoog seine.
- Spanningsregulerende stroombane en spanningsreguleerders.
Beperkings van SoC's

Tans is die ontwerp van SoC-kommunikasie-argitekture relatief volwasse.Die meeste skyfiemaatskappye gebruik SoC-argitekture vir hul skyfievervaardiging.Soos kommersiële toepassings egter voortgaan om instruksie-naasbestaan ​​en voorspelbaarheid na te streef, sal die aantal kerns wat in die skyfie geïntegreer is, steeds toeneem en busgebaseerde SoC-argitekture sal al hoe moeiliker word om aan die groeiende vereistes van rekenaars te voldoen.Die belangrikste manifestasies hiervan is
1. swak skaalbaarheid.soC-stelselontwerp begin met 'n stelselvereiste-analise, wat die modules in die hardewarestelsel identifiseer.Om die stelsel korrek te laat werk, is die posisie van elke fisiese module in die SoC op die skyfie relatief vas.Sodra die fisiese ontwerp voltooi is, moet wysigings gemaak word, wat effektief 'n herontwerpproses kan wees.Aan die ander kant is SoC's gebaseer op busargitektuur beperk in die aantal verwerkerkerne wat daarop uitgebrei kan word as gevolg van die inherente arbitrasie-kommunikasiemeganisme van die busargitektuur, dit wil sê net een paar verwerkerkernes kan op dieselfde tyd kommunikeer.
2. Met 'n busargitektuur gebaseer op 'n eksklusiewe meganisme, kan elke funksionele module in 'n SoC eers met ander modules in die stelsel kommunikeer sodra dit beheer oor die bus verkry het.As 'n geheel, wanneer 'n module busarbitrasieregte vir kommunikasie verkry, moet ander modules in die stelsel wag totdat die bus vry is.
3. Enkelkloksinchronisasieprobleem.Die busstruktuur vereis globale sinchronisasie, maar namate die proseskenmerkgrootte kleiner en kleiner word, styg die bedryfsfrekwensie vinnig, en bereik later 10GHz, die impak wat deur die verbindingsvertraging veroorsaak word, sal so ernstig wees dat dit onmoontlik is om 'n globale klokboom te ontwerp , en as gevolg van die groot kloknetwerk, sal sy kragverbruik die meeste van die totale kragverbruik van die skyfie beslaan.