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一文看懂什么是SoC系统级芯片及其结构应用对比

SoC,全称为System on Chip,即系统级芯片或片上系统,是一种高度集成的无线收发芯片解决方案。SoC的定义可以从多个角度进行阐述:

一、SoC定义与特点

产品角度来说,SoC产品是一个有专用目标的集成电路,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。SoC被成为系统级芯片,SoC模块是一个产品,集成了CPUGPU、通信等功能的无线收发模块,能够在一个芯片上实现复杂的系统功能。

技术角度来说SoC又是一种技术,实现从确定系统功能开始,到软/硬件划分,并完成设计的整个过程。SoC技术涉及集成电路的设计、系统集成、芯片设计、生产、封装、测试等多个环节。

soc

二、SoC构成与形成过程

SoC的构成可以包括系统级芯片控制逻辑模块、微处理器/微控制器CPU内核模块、数字信号处理器DSP模块、嵌入的存储器模块、和外部进行通讯的接口模块、含有ADC/DAC的模拟前端模块、电源提供和功耗管理模块等。其形成过程主要包括基于单片集成系统的软硬件协同设计和验证,以及IP核复用技术的使用。

三、SoC芯片的优势与模块应用

SoC芯片的优势在于其高度集成性、低功耗、高性能和可靠性。这使得SoC芯片在多个领域得到广泛应用,包括但不限于:

智能手机和平板电脑:SoC芯片作为核心处理器,负责运行操作系统和应用程序,实现各种功能。

智能家居设备:用于控制智能灯泡、智能插座、智能摄像头等设备,实现远程控制和智能化管理。

嵌入式系统:在工业控制、医疗设备、航空航天等领域得到广泛应用,满足对高性能和低功耗的需求。

物联网设备:作为核心组件,用于连接和管理各种传感器和设备,实现数据采集和远程控制。

汽车电子:在车载娱乐系统、车载导航系统、车载通信系统等方面发挥重要作用,提升驾驶体验和安全性。

SoC模块产品举例:

1E83-2G4M03S是亿佰特研发的小体积、低功耗的蓝牙模块,采用Nordic公司原装进口nRF5340射频芯片,支持蓝牙BLE5.4;芯片自带双核高性能ARM CORTEX-M33内核,采用32M工业级晶振,并拥有UARTI2CI2S、高速 SPIQSPIUSBADCDMAPWMPDM等丰富的外设资源;同时支持ZIGBEEThreadNFCANT802.15.42.4GHz专有协议;nRF5340引出了大部分I/O口,出厂无程序,用户需要进行二次开发。

2E79-900DM2005S是基于TI生产的CC1352P为核心自主研发的多协议SUB-1GHz2.4GHz贴片式无线片上系统模块,发射功率分别为20dBm 5dBm,内部集成了ARM单片机及高性能无线收发器,采用工业级48MHz高精度低温漂晶振。

四、SoC与其他芯片的区别

FPGA(现场可编程门阵列)芯片相比,SoC芯片在集成度、性能、功耗等方面具有优势,但FPGA芯片在灵活性和可定制性方面更胜一筹。因此,在选择芯片方案时,需要根据具体应用需求和设计要求进行综合考虑。

综上所述,SoC是一种高度集成的芯片解决方案,具有广泛的应用前景和重要的技术价值。随着技术的不断发展,SoC芯片将在更多领域发挥重要作用,推动科技进步和社会发展。


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