SOC，System on-a-Chip技术初步

Posted 2020-12-12 wujianming-110117

SOC，System on-a-Chip技术初步

S O C（拼作S-O-C）是一种集成电路，它包含了电子系统在单个芯片上所需的所有电路和组件。它可以与传统的计算机系统形成对比，后者由许多不同的组件组成。例如，台式计算机可以具有CPU、视频卡和声卡，它们通过主板上的不同总线连接。SoC将这些组件组合成一个芯片。             

片上系统的主要优点是减少了系统所需的物理空间。通过将多个组件合并在一起，soc可以用来创建完全功能的系统，其大小只是传统系统的一小部分。例如智能手机、平板电脑和智能手表等可穿戴设备。例如，智能手表SoC可以包括主CPU、图形处理器、DAC、ADC、闪存和电压调节器。所有这些组件都可以安装在一块大约四分之一大小的芯片上。             

SoC的大小也是它最大的缺点。由于所有的元件都被压缩成一个集成电路，它们的存储容量和处理能力都受到限制。例如，一台带有专用显卡和固态硬盘的高端台式电脑将轻松超越同一代智能手机。然而，移动处理技术的进步使得现代智能手机能够提供与几年前的高端电脑相似的性能。

如今对计算机芯片和处理器的需求是惊人的。即使是最简单的计算机也需要同时完成复杂的任务。基本电子邮件现在可以包含照片、图像文件，甚至多媒体音频和视频。

运行计算机所需的一切都包含在SOC芯片中。

人们对计算机的要求越来越高，计算机芯片和处理器内部的可用空间正在缩小，在越来越少的物理空间上，对功能性的要求也越来越高，这就形成了一种相反的关系。硅和芯片本身的物理限制最终将为这类进展创造一个结局。为此，一些制造商正在追求被称为片上系统（System on-a-Chip，SOC）的Grant统一计算理论。SOC将计算机的所有不同组件组合到一个芯片上。

A computer chip

SOC的好处是不言而喻的：运行计算机所需的一切都包含在这个芯片中——越小越好。这包括计算机的操作系统、电子功能、各种存储器、定时器、USB和FireWire等接口、电压调节器、定时器、微处理器和基本实用软件应用程序。该芯片具备运行甚至详细的计算机功能所需的一切。             

SOC的独特之处在于它既是软件又是硬件。然而，SOC的敌人是时间和金钱。与制造大量传统芯片相比，制造一个SOC所需的时间要多得多，这主要是因为所需的程序和材料还是相对较新和不熟悉的。然而，随着越来越多的芯片制造商发现SOC的实用性及其可能性，这种情况可能会发生改变。             

最终版本SOC的主要障碍仍然是物理定律。当你开始混合硬件和软件时，对芯片及其硅片的需求可能是巨大的，有时与当前的技术相冲突或不可能。替代的表面积正在形成，这些表面积没有固体硅那样的空间或导电性要求。纳米技术的进步使这些替代表面区域成为可能。最后，SOC可能还不远。

微处理器使用许多不同的进程来运行。它们的主要目的是处理一系列放入构成程序的序列中的数字。这些序列中的每一个都给微处理器提供某种指令，而微处理器反过来又把信息与计算机的其他部分联系起来。这有助于程序运行所需的操作。微处理器是中央处理器的一种，本质上是计算机的中央大脑。微处理器采用计算机芯片的形式，它被放置在主板上，作为从CPU处理的所有高级功能的中继中心。

A microprocessor acts through a series of instructions

当微处理器被激活时，它执行一系列动作，每一个动作都定义了一个精确的通信点。这种通信以二进制代码的形式给出指令，一系列的1和0。然后，CPU通过处理代码、采取代码请求的必要操作并将操作成功发生的消息转发给负责的输入部分来响应指令。

曾几何时，我们都认为CPU是计算机的整体，而不是监视器。我们现在更清楚这是件好事。事实上，一个CPU只是一个零件，一个很小的零件，而一台计算机是由这么多零件组成的。也许没有比说SoC（片上系统）作为一个整体大于其各部分之和更好的类比来描述我们的文章了，其中之一就是CPU。很困惑？别这样。让我们帮你把它拆了…

SoC与CPU：什么是CPU（中央处理器）？             

在它的核心（是的，双关语意图）一个中央处理器或处理器是该机构的大脑。在宏伟的计划中，它只是车轮上的一个齿轮，尽管它是一个至关重要的齿轮。它位于通常被称为计算机核心的主板上。CPU是数学天才和电脑里的大老板，非正式地把它叫做联邦快递：取货、解码和执行。它与计算机的其他部分协同工作，首先从运行在RAM中的程序获取指令。然后，它解码这些指令，然后将它们传递给与它们的立即执行有关的硬件部件。

两个头比一个头还适用于CPU。一个CPU可以做什么，两个可以做得更好。现在市面上的大多数CPU至少是双核（2个CPU），但这个数字会增长到四核、六核、八核和更荒谬的拉丁数字。这些多核为您的系统提供了额外的能量，它需要同时执行多个计算，而不必费一分钱。

SoC vs CPU: What is a SoC (System on a Chip)?

片上系统是集成计算机和其他电子系统中所有必要组件的电子电路板。它们包括GPU（图形处理器）、CPU（中央处理器）、存储器、电源管理电路、USB控制器、无线无线电（WiFi、GPS、蓝牙、FM无线电、2G/3G/4G LTE）等。这些部件是永久焊接在主板上的，因此不同于普通电脑，它们的部件可以在任何给定的时间更换。             

片上系统（SoC）是当来自卑鄙的Me的Vector在一台成熟的计算机上使用收缩射线枪时所发生的事情。由于微型化的力量，片上系统（SoC）是一种功能性计算机，它已经缩小到适合于单个硅芯片。soc在移动计算（智能手机）、单板计算机（如树莓pi）和其他嵌入式系统中很常见。             

正如我们上面的解释所示，CPU只是轮子上的一个齿轮。CPU只是构成片上系统的众多组件之一。一个CPU本身并没有多大用处，而一个SoC是完整的。就像人们通常把CPU误认为SoC一样，两者在形式和功能上是截然不同的。

SoC的组成部分              

SOC带有各种符合其预期用途的组件。在很大程度上，我们将专注于智能手机中的soc，这是我们比较熟悉的。下面是一些组件的列表，并不是详尽无遗的。             

中央处理器：中央处理器或处理器通常会抢走所有与soc有关的雷声。CPU是SoC中的大脑，负责进行计算，通常控制周围的其他组件。它的座右铭是联邦快递：获取、解码和执行。一个CPU可以是双核，四核，六核，八核等等，这取决于你想要它如何发挥多重处理能力。             

图形处理单元基本上是图形卡。与为一般指令进行计算的CPU不同，GPU是相当独特的。它被授权负责处理用户界面中的视觉转换，如动画和三维游戏。流行的GPU包括Imagination PowerVR、Qualcomm Adreno、Arm Mali和NVidia GeForce             

随机存取记忆体可能不需要介绍。RAM是一种计算机内存，程序/应用程序进程在使用它们之前加载到它上面。内存越多，可以同时运行的应用程序越多，而不会出现明显的延迟。这样看，RAM是一个沙盒，而你的应用程序就是玩具。一个更大的沙盒可以让许多孩子同时玩他们的玩具。反之亦然。              

只读存储器：只读存储器是计算机或智能手机中不可访问的部分，仅供成人使用（制造商）。在ROM中，我们可以找到重要的系统固件和操作系统。正如格言所说，“在罗马，做罗马人所做的事。”所以最好不要像没有人会冒很大风险那样篡改ROM。             

调制解调器：SoCs需要以无线无线网络的形式连接。其中一些连接形式包括WiFi、GPS、蓝牙、FM收音机、2G/3G/4G LTE等。这些无线网络的版本取决于设备的年龄、价格标签和地理位置。例如，为美国市场设计的设备由于某种原因经常会禁用调频收音机。             

北桥/南桥：这些组件确实起到桥梁的作用，我们认为这是它们名字背后的想法。Northbridge for starters充当CPU和SoC上其他组件之间的接口。Southbridge则处理音频和USB等输入/输出功能。

Most popular SoCs

• Qualcomm Snapdragon
• MediaTek
• Samsung Exynos
• HiSilicon Kirin
• Nvidia Tegra