浅谈SOC

1 概念

SoC:System on Chip 片上系统/系统级芯片,把一整套电子系统功能嵌入到一个芯片的集成电路。

2 构成

典型SoC包含:

  • CPU:主处理器,负责运行系统;
  • GPU:图形处理器,负责游戏/视频渲染;
  • NPU:AI处理器,负责AI计算;
  • 基带:负责通话上网;
  • 内存:RAM、ROM、Cache;
  • 接口:USB、HDMI、蓝牙等;
  • 其他DSP数字信号处理、ISP图形处理、安全处理等;
  • 如上CPU/GPU/NPU 以IP核形式设计、验证、复用;
  • 用传统总线互联;

3 优势

  • 体积小:多块板级芯片浓缩成一颗、更轻薄;
  • 速度快:模块在片内高速互联、延迟低、带宽高;
  • 功耗低:减少芯片间IO损耗;
  • 成本低:减少元件数量,量产更便宜;
  • 可靠性高:外部连线少,不易损坏;
  • 开发周期短:IP核复用,研发周期短;

4 缺点

  • 可扩展性差:基于总线架构,固有仲裁,同一时刻只能有固定处理器通信,处理器数量有限制;
  • 通信效率低:一个模块获得总线控制权通信时,其他模块必须等待总线空闲;
  • 时钟同步问题:随着工作频率提升,连线延时加大,时钟全局同步难,功耗太大;

5 常见应用场景

  • 智能手机/平板:骁龙/天玑/麒麟/苹果等;
  • 智能汽车:地平线征程/华为MDC等自动驾驶芯片;
  • 智能家居:智能音箱/摄像头/路由器/手表手环等;
  • 工业控制:工业机器人/医疗电子/航空电子等;
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