Аппаратные и программные средства встраиваемых систем
жүктеу/скачать 3,23 Mb. Pdf көрінісі
|
| 2.1.9 Системы-на-кристалле
Система-на-кристалле (System-on-Chip, SoC) – в общем случае системы, на едином кристалле которых интегрированы процессор (процессоры, в том числе специализированные), некоторый объем памяти, ряд периферийных устройств и интерфейсов, — то есть максимум того, что необходимо для решения задач, поставленных перед системой. Выражение "система на кристалле" не является, строго говоря, термином. Это понятие отражает общую тенденцию к повышению уровня интеграции за счет интеграции функций. Производительность приборов класса "система-на-кристалле" в значительной мере зависит от эффективности взаимодействия всех встроенных компонентов и от эффективности их взаимодействия с внешним, относительно прибора, миром. В первую очередь это связано с различием в быстродействии встроенных компонентов, в особенности организации интерфейсов. Системы на кристалле обычно состоят из трех основных цифровых системных блоков: процессор, память и логика. Процессорное ядро реализует 49 поток управления, когда каждой управляющей программой однозначно устанавливаются последовательности выполнения операций обработки данных, что позволяет задавать один из возможных алгоритмов работы всей интегральной схемы. Память используется по ее прямому назначению — хранение кода программы процессорного ядра и данных. Наконец, логика используется для реализации специализированных аппаратных устройств обработки и прохождения данных, состав и назначение которых определяются конечным приложением — потока данных. Реальная система на кристалле содержит как минимум все три перечисленных блока, что исключает применение многочисленных отдельных интегральных схем и реализацию интерфейсов связи между ними. Однокристальное конфигурируемое или программируемое решение допускает оперативное изменение своей внутренней аппаратной структуры и конечного предназначения как на этапе производства, так и в полевых условиях, непосредственно в проекте. Такие интегральные схемы были отнесены к группе изделий системного уровня интеграции, но получили другое название — Configurable System on a Chip или CSoC. Поскольку термин CSoC не стандартизован, то существуют и другие названия изделий этого класса — System on Programmable Chip (SoPC), Programmable System on a Chip (PSoC) или просто SoC, что определяется вкусом и желаниями конкретного производителя микросхем. Типовая встраиваемая система, построенная на базе SoC, содержит различные наборы следующих интерфейсов и контроллеров: • Системная шина и контроллеры шин LPC/ISA, PCI, PCMCIA; • Контроллеры управления NOR/NAND Flash, SDRAM, SRAM, DDR; • Контроллер Ethernet; • Последовательные интерфейсы UART, SPI/SSP/uWire, RS-232, RS- 422/RS-485, CAN; • Беспроводные интерфейсы WiFi/IEEE802.11, ZigBee, Bluetooth, IrDA; • Интерфейсы поддержки Flash-карт памяти: SD/MMC, CompactFlash, MemoryStick; • Контроллер LCD STN/TFT/OLED; • Контроллер матричной клавиатуры; • Модули беспроводной передачи данных GSM/GPRS, CDMA; • Модули приема сигналов спутниковых навигационных систем GPS, Glonass; • Аппаратные поддержки плавающей точки, шифрования, DRM и т.п.; • Аудио- и видеоинтерфейсы. |