Unter System on Chip (SoC) versteht man die Integration aller oder eines großen Teils der Systemfunktionen auf einem Stück Silizium, auch monolithische Integration genannt. Eingesetzt werden SoCs üblicherweise in eingebetteten Systemen.

Während Systeme ursprünglich aus einem Mikroprozessor- oder Mikrocontroller-IC und vielen anderen ICs bestanden, die auf einer Platine aufgelötet waren, geht heute der Trend dazu, alle Funktionen auf einem IC zu realisieren. Dabei werden digitale, analoge und mixed-signal Funktionseinheiten integriert. Vorteile sind vor allem Kosteneinsparung und Miniaturisierung. So ist heute beispielsweise bei Mobiltelefonen die digitale Funktion mit Ausnahme des Speichers auf einem IC realisiert. Die Schnittstelle beispielsweise zur Tastatur, zur SIM-Karte oder zum Display sind bereits auf diesem IC enthalten.

Komponenten

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Die üblichen Komponenten eines SoCs sind:

• Prozessor
  • Register
  • ALU
• Speicher
  • RAM
  • ROM, z. B. als Flash oder OTP
• Interne Einheiten
  • Zeitgeber
  • Zähler
  • Interruptcontroller
  • Spezielle Recheneinheiten, wie z. B. in DSP-SoCs
  • Kryptographie
• Peripherie-Einheiten
  • Tastaturcontroller, z. B. für Matrix-Tastaturen, serielle Tastaturen oder Touchpads
  • Grafikschnittstellen, z. B. für LVDS, LCD, VGA, DVI, MPEG, HD/SDMI
  • Serielle Schnittstellen, z. B. USB, RS232, CAN-Bus
  • Parallele Schnittstellen, z. B. nach Centronics, Port-IO
  • Pulsweitenmodulation, z. B. für DC-DC-Wandler oder Motorsteuerung
  • Modulatoren, z. B. für GSM-Codierung, QAM, PSK

Einsatzgebiet

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Eingesetzt werden SoCs vor allem im Mobilfunk, für PDAs, für MP3-Player, CD- und DVD-Geräte, für eingebettete Anwendungen und überall dort wo es auf kleine Abmessungen bei hoher Leistung und vielfältigen Aufgaben an kommt. Es ist normal, dass solche Geräte auch abgesetzte Einheiten haben können, wie etwa eine Tastatur oder einen Bildschirm. Das wesentliche Merkmal ist jedoch der minimale innere Zusatzaufwand für Bauteile auf der oder den Leiterplatten, welche den Kern des Geräts ausmachen. SoCs sind vor allem aus Kostengründen, d.h. zur weiteren Kostensenkung bei Gerätepreisen oder überhaupt zur marktfähigen Realisierung von Geräten ein entscheidender Trend im beginnenden 21. Jahrhundert.

Hersteller

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Am Markt finden sich zahlreiche Angebote für solche Halbleiter. Anbieter hierfür sind zum Beispiel:

• Motorola/Freescale mit diversen PowerPC Derivaten
• MIPS und Lizenznehmer wie etwa AMD mit der AU1000 Serie
• ARM und Intel mit der ARM-Architektur bzw. der Weiterentwicklung XScale

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