Arquitectura de SoC

SoC significa Sistema en chip. Es un pequeño chip integrado que contiene todos los componentes y circuitos necesarios de un sistema en particular. Los componentes de SoC incluyen CPU, GPU, memoria, dispositivos de E/S, etc. SoC se utiliza en varios dispositivos, como teléfonos inteligentes, dispositivos de Internet de las cosas, tabletas y aplicaciones de sistemas integrados. En este artículo, vamos a ver la arquitectura y las características arquitectónicas de SoC.

Arquitectura de SoC

El siguiente diagrama nos muestra la arquitectura de SoC:

La arquitectura básica de SoC se muestra en la figura anterior, que incluye un procesador, DSP, memoria, tarjeta de interfaz de red, CPU, codificador/descodificador multimedia, DMA, etc.

Procesador:   Es el corazón de SoC, por lo general SoC contiene al menos uno o más de un coprocesador. Puede ser un microcontrolador, microprocesador o DSP. La mayoría de las veces, DSP se usa en todos los SoC como procesador.

DSP: DSP significa Procesador de señal digital. Se incluye en SoC para realizar operaciones de procesamiento de señales, como recopilación de datos, procesamiento de datos, etc. También se utiliza para decodificar las imágenes.

Memoria: la memoria se utiliza en SoC con fines de almacenamiento. Puede ser una memoria volátil o no volátil. La memoria volátil incluye RAM, hay dos tipos de RAM, uno es SRAM y otro es DRAM. La memoria no volátil incluye ROM.

Codificador/Decodificador: Utilizado con el propósito de interrumpir la información y convertirla en códigos.

Tarjeta de interfaz de red: SoC tiene una interfaz interna o bus o red para conectar todos los bloques individuales. Básicamente, la tarjeta de interfaz de red proporciona una conexión de la red al sistema.

GPU: GPU significa Unidad de procesamiento gráfico, utilizada en SoC para visualizar la interfaz. GPU está especialmente diseñado para acelerar las operaciones relacionadas con los cálculos de imágenes. Los bloques básicos de la GPU son la interfaz de bus, la unidad de administración de energía, la unidad de procesamiento de video, el controlador de memoria de gráficos, la interfaz de pantalla, etc.

Dispositivos periféricos: Los dispositivos/interfaces conectados externamente, como USB, HDMI, Wi-Fi y Bluetooth, están incluidos en los dispositivos periféricos. Este dispositivo se utiliza en SoC para realizar varias operaciones.

UART: el transmisor receptor asíncrono universal está incluido en el SoC y se utiliza para transmitir o recibir datos en serie. Los reguladores de voltaje, osciladores, relojes y ADC/DAC también forman parte de SoC.

Ahora veamos algunas ventajas y desventajas de SoC.

Ventajas del SoC:  

• Es de tamaño pequeño e incluye muchas características y funciones.
• Consume poca energía.
• SoC es flexible en términos de tamaño y factor de potencia.
• Está construido en un solo chip.
• Es rentable.
• Se produce en gran cantidad.

Desventajas de SoC:

• Proceso de diseño que requiere mucho tiempo. Por lo general, un proceso de diseño de SoC lleva de seis a doce meses.
• Si algún componente del SoC no funciona correctamente, no se puede reemplazar; en ese caso, se debe reemplazar un SoC completo.
• La visibilidad del SoC es limitada.

Usos de SoC:

• Se utiliza en teléfonos inteligentes, relojes inteligentes, tabletas y computadoras.
• Aplicaciones del Internet de las Cosas como la domótica.
• Aplicaciones de sistemas integrados, especialmente donde se utiliza el microcontrolador.