Sekä SOC (siru -järjestelmä) että SIP (järjestelmä paketissa) ovat tärkeitä välitavoitteita nykyaikaisten integroiduiden piirien kehittämisessä, mikä mahdollistaa elektronisten järjestelmien miniatyrisoinnin, tehokkuuden ja integroinnin.
1. SOC: n ja SIP: n määritelmät ja peruskäsitteet
SOC (System on siru) - Koko järjestelmän integrointi yhdeksi siruksi
SOC on kuin pilvenpiirtäjä, jossa kaikki toiminnalliset moduulit on suunniteltu ja integroitu samaan fyysiseen siruun. SOC: n ydinidea on integroida kaikki elektronisen järjestelmän ydinkomponentit, mukaan lukien prosessori (CPU), muisti, viestintämoduulit, analogiset piirit, anturien rajapinnat ja monet muut funktionaaliset moduulit, yhdelle sirulle. SOC: n edut ovat sen korkealla integraatiotasolla ja pienellä koolla, mikä tarjoaa merkittäviä etuja suorituskyvyssä, virrankulutuksessa ja mitoissa, mikä tekee siitä erityisen sopivan korkean suorituskyvyn, voimaherkälle tuotteille. Apple -älypuhelimien prosessorit ovat esimerkkejä SOC -siruista.
Havainnollistamiseksi, SOC on kuin "superrakennus" kaupungissa, jossa kaikki toiminnot on suunniteltu sisällä, ja erilaiset toiminnalliset moduulit ovat kuin erilaisia kerroksia: jotkut ovat toimistoalueita (prosessoreita), jotkut ovat viihdealueita (muisti) ja jotkut ovat Viestintäverkot (viestintärajapinnat), kaikki keskittyneet samaan rakennukseen (ChIP). Tämän avulla koko järjestelmä voi toimia yhdellä piisirulla saavuttaen suuremman tehokkuuden ja suorituskyvyn.
SIP (järjestelmä pakkauksessa) - Yhdistämällä eri sirut yhteen
SIP -tekniikan lähestymistapa on erilainen. Se on enemmän kuin useiden sirujen pakkaaminen, joilla on erilaiset toiminnot samassa fyysisessä paketissa. Se keskittyy yhdistämään useita funktionaalisia siruja pakkaustekniikan kautta sen sijaan, että integroidaan ne yhdeksi siruksi, kuten SoC. SIP sallii useita siruja (prosessorit, muisti, RF-sirut jne.) Pakata vierekkäin tai pinottu samaan moduuliin muodostaen järjestelmätason ratkaisun.
SIP: n käsite voidaan verrata työkalupakin kokoamiseen. Työkalupakki voi sisältää erilaisia työkaluja, kuten ruuvimeisseliä, vasarat ja porat. Vaikka ne ovat riippumattomia työkaluja, ne ovat kaikki yhtenäisiä yhdessä laatikossa kätettäväksi. Tämän lähestymistavan etuna on, että kutakin työkalua voidaan kehittää ja tuottaa erikseen, ja ne voidaan "koota" järjestelmäpakettiin tarpeen mukaan, mikä tarjoaa joustavuutta ja nopeutta.
2. SOC: n ja SIP: n väliset tekniset ominaisuudet ja erot
Integraatiomenetelmäerot:
SOC: Erilaiset funktionaaliset moduulit (kuten CPU, muisti, I/O jne.) On suunniteltu suoraan samaan piisiruon. Kaikilla moduuleilla on sama taustalla oleva prosessi ja suunnittelulogiikka, muodostaen integroidun järjestelmän.
SIP: Eri funktionaaliset sirut voidaan valmistaa käyttämällä erilaisia prosesseja ja yhdistää sitten yhdessä pakkausmoduulissa 3D -pakkaustekniikan avulla fyysisen järjestelmän muodostamiseksi.
Suunnittelun monimutkaisuus ja joustavuus:
SOC: Koska kaikki moduulit on integroitu yhdelle sirulle, suunnittelun monimutkaisuus on erittäin korkea, etenkin erilaisten moduulien, kuten digitaalisen, analogin, RF: n ja muistin, yhteistyössä. Tämä edellyttää, että insinööreillä on syvät verkkotunnusten suunnitteluominaisuudet. Lisäksi, jos MOC: n moduulissa on suunnittelukysymys, koko siru on ehkä suunniteltava uudelleen, mikä aiheuttaa merkittäviä riskejä.
SIP: Sitä vastoin SIP tarjoaa suuremman suunnittelun joustavuuden. Eri funktionaaliset moduulit voidaan suunnitella ja varmistaa erikseen ennen kuin ne pakataan järjestelmään. Jos moduulin kanssa ilmenee ongelma, vain kyseinen moduuli on vaihdettava, jättäen muut osat muuttumattomiksi. Tämä mahdollistaa myös nopeamman kehityksen nopeuden ja pienemmät riskit verrattuna SOC: hen.
Prosessin yhteensopivuus ja haasteet:
SOC: Eri toimintojen, kuten digitaalisen, analogin ja RF: n, integrointi yhdelle sirulle on merkittäviä haasteita prosessin yhteensopivuudessa. Eri funktionaaliset moduulit vaativat erilaisia valmistusprosesseja; Esimerkiksi digitaaliset piirit tarvitsevat nopeaa, pienitehoisia prosesseja, kun taas analogiset piirit saattavat vaatia tarkempia jännitteenhallintaa. Yhteensopivuuden saavuttaminen näiden erilaisten prosessien välillä samalla sirulla on erittäin vaikeaa.
SIP: Pakkaustekniikan avulla SIP voi integroida erilaisilla prosesseilla valmistetut sirut ratkaisemalla Prosessin yhteensopivuusongelmat, joita SOC -tekniikka kohtaa. SIP sallii useita heterogeenisiä siruja työskennellä yhdessä samassa paketissa, mutta pakkaustekniikan tarkkuusvaatimukset ovat korkeat.
T & K -sykli ja kustannukset:
SOC: Koska SOC vaatii kaikkien moduulien suunnittelun ja todentamisen tyhjästä, suunnittelusykli on pidempi. Jokaisen moduulin on suoritettava tiukka suunnittelu, todentaminen ja testaus, ja yleinen kehitysprosessi voi viedä useita vuosia, mikä johtaa korkeisiin kustannuksiin. Kun massatuotanto on kuitenkin, yksikkökustannukset ovat kuitenkin alhaisemmat korkean integraation takia.
SIP: T & K -sykli on lyhyempi SIP: lle. Koska SIP käyttää suoraan olemassa olevia, todennettuja funktionaalisia siruja pakkaamiseen, se vähentää moduulin uudelleensuunnitteluun tarvittavaa aikaa. Tämä mahdollistaa nopeammat tuotelanseeraukset ja alentaa huomattavasti T & K -kustannuksia.
Järjestelmän suorituskyky ja koko:
SOC: Koska kaikki moduulit ovat samassa sirussa, viestinnän viivästykset, energiahäviöt ja signaalihäiriöt minimoidaan, mikä antaa SOC: lle vertaansa vailla olevan edun suorituskyvyssä ja virrankulutuksessa. Sen koko on minimaalinen, joten se on erityisen sopiva sovelluksiin, joilla on korkeat suorituskyky- ja sähkövaatimukset, kuten älypuhelimet ja kuvankäsittelypiirit.
SIP: Vaikka SIP: n integraatiotaso ei ole niin korkea kuin SoC, se voi silti tiivistää erilaiset sirut yhdessä monikerroksisen pakkaustekniikan avulla, mikä johtaa pienempiin kokoon verrattuna perinteisiin monisirujen ratkaisuihin. Lisäksi, koska moduulit on fyysisesti pakattu pikemminkin kuin integroituna samaan piisiruon, kun taas suorituskyky ei välttämättä vastaa SOC: n vaatimuksia, se voi silti vastata useimpien sovellusten tarpeisiin.
3. Soc- ja SIP -sovellusskenaariot
Sovellusskenaariot SoC: lle:
SOC sopii tyypillisesti pelloille, joilla on korkeat vaatimukset koosta, virrankulutuksesta ja suorituskyvystä. Esimerkiksi:
Älypuhelimet: Älypuhelimien (kuten Applen A-sarjan sirut tai Qualcommin Snapdragon) prosessorit ovat yleensä erittäin integroituja SOC: ita, jotka sisältävät CPU: n, GPU: n, AI
Kuvankäsittely: Digitaalikameroissa ja drooneissa kuvankäsittelyyksiköt vaativat usein vahvoja rinnakkaisia käsittelyominaisuuksia ja matalaa viivettä, jotka SOC voi tehokkaasti saavuttaa.
Suorituskykyiset sulautetut järjestelmät: SOC sopii erityisen pienille laitteille, joilla on tiukat energiatehokkuusvaatimukset, kuten Internet-laitteet ja puettavat.
Sovellusskenaariot SIP: lle:
SIP: llä on laajempi valikoima sovellusskenaarioita, jotka sopivat kentälle, jotka vaativat nopeaa kehitystä ja monitoimista integraatiota, kuten:
Viestintälaitteet: Tukiasemille, reitittimille jne. SIP voi integroida useita RF- ja digitaalisia signaaliprosessoreita, nopeuttaen tuotekehitysjaksoa.
Kuluttajaelektroniikka: SIP -tekniikka mahdollistaa uusien ominaisuustuotteiden nopeamman laukaisun tuotteille, kuten älykellot ja Bluetooth -kuulokkeet, joilla on nopea päivityssyklit.
Autoteollisuuden elektroniikka: Autojärjestelmien ohjausmoduulit ja tutkajärjestelmät voivat käyttää SIP -tekniikkaa integroimaan nopeasti erilaiset toiminnalliset moduulit.
4. SOC: n ja SIP: n tulevat kehityssuuntaukset
SOC -kehityksen suuntaukset:
SOC jatkaa kehitystä kohti korkeampaa integraatiota ja heterogeenistä integraatiota, mikä mahdollisesti liittyy AI -prosessorien, 5G -viestintämoduulien ja muiden toimintojen integrointiin, joka johtaa älykkäiden laitteiden lisäkehitystä.
SIP -kehityksen suuntaukset:
SIP luottaa yhä enemmän edistyneisiin pakkaustekniikoihin, kuten 2,5D- ja 3D -pakkauksen etenemiseen, pakkaamaan sirut tiiviisti erilaisilla prosesseilla ja toiminnoilla vastaamaan nopeasti muuttuvia markkinoiden vaatimuksia.
5. Johtopäätös
SOC on enemmän kuin monitoimisen super pilvenpiirtäjän rakentaminen, kaikkien mallien kaikkien toiminnallisten moduulien keskittyminen, joka sopii sovelluksiin, joilla on erittäin korkeat suorituskyvyn, koon ja virrankulutuksen vaatimukset. SIP, toisaalta, on kuin "pakkaaminen" erilaiset funktionaaliset sirut järjestelmään, keskittyen enemmän joustavuuteen ja nopeaan kehitykseen, joka sopii erityisesti kuluttajaelektroniikkaan, joka vaatii nopeita päivityksiä. Molemmilla on vahvuuksiaan: SOC korostaa järjestelmän optimaalista suorituskykyä ja koon optimointia, kun taas SIP korostaa järjestelmän joustavuutta ja kehitysjakson optimointia.
Viestin aika: Lokakuu-28-2024