سامانه روی یک تراشه

سامانهٔ روی یک تراشه (; ) یک آی‌سی است که همه یا بیشتر اجزای یک رایانه یا سامانه الکترونیکی دیگر را روی یک تراشه ادغام می‌کند. این اجزا معمولاً شامل واحد پردازش مرکزی (CPU)، حافظه، پورت‌های ورودی/خروجی و ذخیره‌سازی ثانویه هستند و ممکن است شامل توابع پردازش سیگنال دیجیتال و آنالوگ، مدار مجتمع سیگنال آمیخته و امکانات فرکانس رادیویی نیز باشند.

اس‌اوسی‌ها با ادغام اجزا روی یک تراشه، در تضاد با معماری سنتی مبتنی بر مادربورد هستند که اجزا را به صورت جداگانه نصب و از طریق صفحه مدار مرکزی متصل می‌کند. این طراحی موجب کاهش مصرف انرژی، افزایش عملکرد و صرفه‌جویی در فضای فیزیکی می‌شود.

 گونه‌ها 
بندانگشتی|سامانه مبتنی بر میکروکنترلر روی تراشه
بندانگشتی|Am286ZX / LX ای‌ام‌دی، اس‌اوسی مبتنی بر اینتل ۸۰۲۸۶

چهار گونهٔ اصلی اس‌اوسی عبارتند از:
 اس‌اوسی‌های مبتنی بر میکروکنترلر
 اس‌اوسی‌های مبتنی بر ریزپردازنده، معمولاً در تلفن‌های همراه
 ASIC برای برنامه‌های خاص
 اس‌اوسی‌های قابل برنامه‌ریزی (PSoC)

 کاربردها 
بندانگشتی|نمای نزدیک از تراشه BCM2835 (SoC)، شامل پردازنده ARM1176JZF-S 700، استفاده شده در رزبری پای

اس‌اوسی‌ها معمولاً در رایانه‌های همراه (تبلت، تلفن هوشمند، ساعت هوشمند، نت‌بوک)، سامانه‌های تعبیه‌شده و برنامه‌هایی که پیش‌تر از ریزکنترل‌گر استفاده می‌کردند، به کار می‌روند.

 سامانه‌های تعبیه‌شده 
در سامانه‌های جاسازی شده، اس‌اوسی‌ها جایگزین میکروکنترلرها می‌شوند و عملکرد، توان محاسباتی و قابلیت اطمینان بالاتری ارائه می‌دهند. این برنامه‌ها شامل شتاب هوش مصنوعی، دید ماشینی، جمع‌آوری داده‌ها، دورسنجی و پردازش برداری هستند و بیشتر در اینترنت اشیاء، اینترنت صنعتی اشیا و رایانش لبه‌ای استفاده می‌شوند.

 اجزای یک تراشهٔ SoC 
 CPU 
واحد پردازش مرکزی مسئول اجرای دستورالعمل‌ها و کنترل جریان برنامه است. پردازنده‌ها می‌توانند تک‌هسته‌ای یا چندهسته‌ای باشند و از تکنیک‌هایی مانند Out-of-Order Execution و Speculation استفاده می‌کنند.

 GPU 
پردازندهٔ گرافیکی برای پردازش موازی با توان عملیاتی بالا طراحی شده و در رندر رابط کاربری، پردازش ویدئو و محاسبات برداری نقش دارد. نمونه‌های رایج شامل آدرنو، مالی و جی‌فورس هستند.

 شتاب‌دهنده‌ها (NPU / DSP / AI Accelerator) 
واحدهای تخصصی برای یادگیری ماشین، پردازش سیگنال و بینایی ماشین، با کارایی بالاتر و مصرف انرژی کمتر نسبت به CPU و GPU.

 حافظه‌ها 
 حافظه‌های داخلی: کش L1/L2 و SRAM روی تراشه برای کاهش تأخیر و افزایش کارایی.
 حافظهٔ اصلی (RAM): حافظه فرّار سیستم، معمولاً LPDDR، خارج از تراشه قرار دارد.
 حافظه‌های غیرفرّار: NAND/NOR Flash برای ذخیره دائمی firmware, bootloader و سیستم‌عامل.

 Boot ROM و داده‌های دائمی 
حافظهٔ کوچک داخلی SoC برای اجرای اولین کد پس از روشن شدن سیستم و ذخیرهٔ داده‌های حساس مانند کلیدهای رمزنگاری.

 واحدهای ارتباطی 
کنترلرهای یواس‌بی، پی‌سی‌آی ئی، SPI، I²C و ارتباطات بی‌سیم وای-فای، بلوتوث و جی‌پی‌اس. برخی SoCها مودم سلولار یکپارچه دارند.

 Interconnect / NoC 
شبکهٔ داخلی مدیریت ارتباط CPU, GPU، حافظه و واحدهای جانبی، جایگزین پل شمالی و پل جنوبی سنتی.

 مدیریت توان 
کنترل توان، دامنه‌های ولتاژ، DVFS و حالت‌های خواب برای بهینه‌سازی مصرف انرژی.

 جستارهای وابسته 
 اپل سیلیکون
 واحد پردازش مرکزی
 مدارهای مجتمع با کاربرد خاص

 منابع 


رده:سامانه‌های رایانه
رده:سیستم روی تراشه
رده:شتاب‌دهنده سخت‌افزاری
رده:طراحی الکترونیک
رده:فناوری میکرو
رده:مدارهای مجتمع با کاربرد خاص