SOC的基本架構(gòu)及局限性

常常聽說CPU，中央處理器等等的，它是一個電腦或單片機系統(tǒng)的核心，但是對于SOC可能相比于CPU了解的人沒有那么廣泛。

所以SOC是什么？

SOC全稱是System on Chip，就是片上系統(tǒng)，可以把SOC看成是一個芯片，但是這個芯片內(nèi)部包含很多成分，包括CPU，GPU，RAM，ROM等等的都會有選擇的封裝在SOC內(nèi)部，手機內(nèi)部的SOC通常會把USB，HDMI都封裝在SOC內(nèi)部。這樣做可以使得功能不變的情況下很好的減少電子產(chǎn)品的面積，使得電子產(chǎn)品可以做得越來越小，越來越便捷。

它是一個完整的把硬件，軟件功能都集成在一起的一個強大的芯片。可以理解為將部分功能模塊嵌入到CPU中的一個芯片，更強大的中央處理單元。

雖然說SOC是很小的一款芯片，但是它的算力其實是很恐怖的，比如說現(xiàn)在一顆A15的手機芯片，它的算力是超過1969年美國宇航局把阿波羅11號送上月球時使用的大型機當中的芯片的。

SOC基本架構(gòu)

-有一個或以上的微控制器MCU或微處理器MPU，可以存在多個處理器內(nèi)核。

-存儲器，可以是RAM，ROM，EEPROM或閃存中的一種或多種。

-時鐘信號，用于提供時間脈沖信號的振蕩器和鎖相環(huán)電路。

-由計數(shù)器和計時器，電源電路組成的外設(shè)部分電路。

-用途各異的I/O功能接口如USB，火線，以太網(wǎng)通用異步收發(fā)等等。

-用于數(shù)字信號與模擬信號之間轉(zhuǎn)換的ADC/DAC。

-電壓調(diào)節(jié)電路和穩(wěn)壓器。

-其他擴展部分。

SOC的局限性

雖然說SOC的優(yōu)點有很多，縮小了體積，集成多個模塊，性價比高等等。但是在實際應(yīng)用中，它也是有一些不足和局限性的。

比如說擴展性差，一旦一類SOC芯片被定型，那它后期就不能再被更改，如果需要更改，就需要重新設(shè)計整個SOC芯片，并且因為總線架構(gòu)固有的仲裁通信方式，同一時刻只能有一個處理器進行通信處理，所以也限制了在SOC上面進行處理器核心擴展的數(shù)量。

同時因為SOC采用獨占機制的總線架構(gòu)，也就是說各個功能模塊只有獲得了總線的控制權(quán)才能和系統(tǒng)中的其他模塊進行通訊，就會造成一個模塊取得總線仲裁權(quán)時，其他模塊必須等待，一直到總線空閑時才能獲得控制，從而導(dǎo)致整體平均通訊效率變低。

還有一個不足就是單一時鐘同步問題，SOC的整體是要求全局同步的，所以需要高頻的時鐘信號，但是因為SOC的尺寸非常小，達到10GHz之后，會有連線延時的影響，導(dǎo)致設(shè)計全局時鐘樹的難度，并且也由于時鐘網(wǎng)絡(luò)的龐大，功耗也會在這方面有多余消耗。