作为本专栏的开篇,有必要说明开设本专栏是为了总结学习经验,同时也想让更多小白能够以一种通俗易懂的形式去了解SOC系统。
SOC,是System on Chip的缩写,也称为片上系统。我们之所以称之为“系统”,是因为它不是单个的模块,而是多个模块的集合体。从狭义角度讲,它是信息系统核心的芯片集成,是将系统关键部件集成在一块芯片上;从广义角度来讲,SOC是一个微小型系统。
SOC芯片的硬件组成大概包括:核心(Core),总线、存储模块,中断模块、时钟模块、外设接口等。如果我们把核心理解为大脑,那么总线可以理解为神经纤维,那么除核心与总线外的其他模块组成手臂,腿,以及五官等,大脑(core)发送命令,通过神经纤维传达命令给我们的肢体,肢体收到指示去做相应的工作。我们的身体通过相互配合组成一个系统,SOC类似,通过不同模块的组合,共同构成了一个完整的系统。这意味着,在单个芯片上,就能完成一个电子系统的功能,而这个系统在以前往往需要一个或多个电路板,以及板上的各种电子器件、芯片和互连线共同配合来实现,但SoC更多的是对处理器(包括CPU、DSP)、存储器、各种接口控制模块、各种互联总线的集成。
存储的种类有很多包括:SRAM、DRAM、闪存等。SRAM是一种存储阵列结构的简单集成电路,通常有一个读写端口。过去,大多数个人电脑和服务器使用独立的SRAM芯片作为一级、二级甚至三级高速缓存,如今,感谢摩尔定律,所有的高速缓存都被集成到了处理器芯片上,因此独立SRAM芯片的市场已经消失。在SRAM中,只要提供电源,数值会被一直保存。而在DRAM中,使用电容保存电荷的方式来存储数据。采用单个晶体管来访问存储的电荷,因此不能长久的保持数据,必须进行周期性的刷新,这也是该结构被称之为动态的原因。闪存(flash memory)是一种电可擦除的可编程只读存储器,闪存的写操作会对器件本身产生磨损,为了应对这种限制,大多数闪存产品都包括一个控制器,用于将发生多次写的块重新映射到较少被写的块,从而使得写操作尽量分散。
上文提及到的总线可以理解为核心与其他模块的桥梁,核心发出指令,指令和数据可以通过总线到达目标模块,经常使用的总线包括AXI、AHB、APB等,其中AXI与AHB属于高速总线主要负责挂一些高速外设,比如DDR控制器与

本文介绍了SOC(片上系统)的基本概念,从狭义和广义角度阐述了其定义,并详细讲解了SOC的硬件组成,包括核心、总线、存储模块等。通过比喻解释了各组成部分的功能,如核心作为大脑,总线作为神经纤维。此外,提到了存储类型如SRAM、DRAM和闪存的特性。总线方面,提到了AXI、AHB、APB等不同类型及其在系统中的作用。最后,文章预告了后续将深入探讨总线和外设的使用方法。
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