Система на кристалле


Систе́ма на криста́лле (СнК, однокриста́льная систе́ма; англ. System-on-a-Chip, SoC) — электронная схема, выполняющая функции целого устройства (например, компьютера) и размещённая на одной интегральной схеме.

В зависимости от назначения она может оперировать как цифровыми сигналами, так и аналоговыми, аналого-цифровыми, а также частотами радиодиапазона. Как правило, применяются в портативных и встраиваемых системах.

Если разместить все необходимые цепи на одном полупроводниковом кристалле не удаётся, применяется схема из нескольких кристаллов, помещённых в единый корпус — «система в корпусе» (англ. System in a package). SoC считается более выгодной конструкцией, так как позволяет увеличить процент годных устройств при изготовлении и упростить конструкцию корпуса.

Системы на кристалле нашли широкое применение в современной цифровой электронике, на их базе строятся современные планшетные компьютеры, смартфоны, фотоаппараты, плееры и электронные книги, также умные часы и умные колонки. Часто в популярных публикациях системы на кристалле называют «процессорами», но это не совсем корректно, поскольку помимо центрального процессорного устройства они содержат дополнительные функциональные блоки, например, оперативную и флеш-память, графический процессор, аудиокодек, ЦАП и АЦП, контроллеры внешних устройств, генератор псевдослучайных чисел.

В программируемые SoC часто входят также блоки программируемых логических матриц — ПЛМ, а в программируемые аналого-цифровые SoC — ещё и программируемые аналоговые блоки.

Блоки могут быть соединены с помощью шины собственной разработки или стандартной конструкции, например, AMBA[1] в чипах компании ARM. Если в составе чипа есть контроллер прямого доступа к памяти (ПДП), то с его помощью можно заносить данные с большой скоростью из внешних устройств напрямую в память чипа, минуя процессорное ядро.