Mae SoC (System on Chip) a SiP (System mewn Pecyn) yn gerrig milltir pwysig yn natblygiad cylchedau integredig modern, gan alluogi miniaturization, effeithlonrwydd ac integreiddio systemau electronig.
1. Diffiniadau a Chysyniadau Sylfaenol SoC a SiP
SoC (System on Chip) - Integreiddio'r system gyfan i mewn i un sglodyn
Mae SoC fel skyscraper, lle mae'r holl fodiwlau swyddogaethol yn cael eu dylunio a'u hintegreiddio i'r un sglodyn corfforol. Syniad craidd SoC yw integreiddio holl gydrannau craidd system electronig, gan gynnwys y prosesydd (CPU), cof, modiwlau cyfathrebu, cylchedau analog, rhyngwynebau synhwyrydd, a modiwlau swyddogaethol amrywiol eraill, ar un sglodyn. Mae manteision SoC yn gorwedd yn ei lefel uchel o integreiddio a maint bach, gan ddarparu buddion sylweddol mewn perfformiad, defnydd pŵer, a dimensiynau, gan ei gwneud yn arbennig o addas ar gyfer cynhyrchion perfformiad uchel, sy'n sensitif i bŵer. Mae'r proseswyr yn ffonau smart Apple yn enghreifftiau o sglodion SoC.
I ddangos, mae SoC fel "super building" mewn dinas, lle mae'r holl swyddogaethau wedi'u dylunio o fewn, ac mae modiwlau swyddogaethol amrywiol fel lloriau gwahanol: mae rhai yn ardaloedd swyddfa (proseswyr), mae rhai yn ardaloedd adloniant (cof), ac mae rhai yn rhwydweithiau cyfathrebu (rhyngwynebau cyfathrebu), i gyd wedi'u crynhoi yn yr un adeilad (sglodyn). Mae hyn yn caniatáu i'r system gyfan weithredu ar un sglodyn silicon, gan gyflawni effeithlonrwydd a pherfformiad uwch.
SiP (System mewn Pecyn) - Cyfuno sglodion gwahanol gyda'i gilydd
Mae dull technoleg SiP yn wahanol. Mae'n debycach i becynnu sglodion lluosog gyda gwahanol swyddogaethau o fewn yr un pecyn corfforol. Mae'n canolbwyntio ar gyfuno sglodion swyddogaethol lluosog trwy dechnoleg pecynnu yn hytrach na'u hintegreiddio i un sglodyn fel SoC. Mae SiP yn caniatáu i sglodion lluosog (proseswyr, cof, sglodion RF, ac ati) gael eu pecynnu ochr yn ochr neu eu pentyrru o fewn yr un modiwl, gan ffurfio datrysiad lefel system.
Gellir cymharu'r cysyniad o SiP â chydosod blwch offer. Gall y blwch offer gynnwys gwahanol offer, megis sgriwdreifers, morthwylion, a driliau. Er eu bod yn offer annibynnol, maent i gyd yn unedig mewn un blwch ar gyfer defnydd cyfleus. Mantais y dull hwn yw y gellir datblygu a chynhyrchu pob offeryn ar wahân, a gellir eu "cydosod" i becyn system yn ôl yr angen, gan ddarparu hyblygrwydd a chyflymder.
2. Nodweddion Technegol a Gwahaniaethau rhwng SoC a SiP
Gwahaniaethau Dull Integreiddio:
SoC: Mae gwahanol fodiwlau swyddogaethol (fel CPU, cof, I / O, ac ati) wedi'u cynllunio'n uniongyrchol ar yr un sglodyn silicon. Mae pob modiwl yn rhannu'r un broses sylfaenol a rhesymeg dylunio, gan ffurfio system integredig.
SiP: Gellir cynhyrchu sglodion swyddogaethol gwahanol gan ddefnyddio gwahanol brosesau ac yna eu cyfuno mewn un modiwl pecynnu gan ddefnyddio technoleg pecynnu 3D i ffurfio system ffisegol.
Cymhlethdod a Hyblygrwydd Dylunio:
SoC: Gan fod pob modiwl wedi'i integreiddio ar un sglodyn, mae cymhlethdod y dyluniad yn uchel iawn, yn enwedig ar gyfer dylunio cydweithredol gwahanol fodiwlau megis digidol, analog, RF, a chof. Mae hyn yn ei gwneud yn ofynnol i beirianwyr feddu ar alluoedd dylunio traws-barth dwfn. Ar ben hynny, os oes problem dylunio gydag unrhyw fodiwl yn y SoC, efallai y bydd angen ailgynllunio'r sglodyn cyfan, sy'n peri risgiau sylweddol.
SiP: Mewn cyferbyniad, mae SiP yn cynnig mwy o hyblygrwydd dylunio. Gellir dylunio a gwirio modiwlau swyddogaethol gwahanol ar wahân cyn eu pecynnu i mewn i system. Os bydd problem yn codi gyda modiwl, dim ond y modiwl hwnnw sydd angen ei ddisodli, gan adael y rhannau eraill heb eu heffeithio. Mae hyn hefyd yn caniatáu ar gyfer cyflymderau datblygu cyflymach a risgiau is o gymharu â SoC.
Cydweddoldeb Proses a Heriau:
SoC: Mae integreiddio gwahanol swyddogaethau fel digidol, analog, ac RF i un sglodyn yn wynebu heriau sylweddol o ran cydnawsedd prosesau. Mae angen gwahanol brosesau gweithgynhyrchu ar fodiwlau swyddogaethol gwahanol; er enghraifft, mae angen prosesau pŵer isel cyflym ar gylchedau digidol, tra gall fod angen rheolaeth foltedd mwy manwl gywir ar gylchedau analog. Mae cyflawni cydnawsedd ymhlith y gwahanol brosesau hyn ar yr un sglodyn yn hynod o anodd.
SiP: Trwy dechnoleg pecynnu, gall SiP integreiddio sglodion a weithgynhyrchir gan ddefnyddio gwahanol brosesau, gan ddatrys y materion cydnawsedd proses a wynebir gan dechnoleg SoC. Mae SiP yn caniatáu i sglodion heterogenaidd lluosog weithio gyda'i gilydd yn yr un pecyn, ond mae'r gofynion manwl ar gyfer technoleg pecynnu yn uchel.
Cylchred Ymchwil a Datblygu a Chostau:
SoC: Gan fod SoC yn gofyn am ddylunio a gwirio pob modiwl o'r dechrau, mae'r cylch dylunio yn hirach. Rhaid i bob modiwl gael ei ddylunio, ei wirio a'i brofi'n drylwyr, a gall y broses ddatblygu gyffredinol gymryd sawl blwyddyn, gan arwain at gostau uchel. Fodd bynnag, unwaith mewn cynhyrchu màs, mae'r gost uned yn is oherwydd integreiddio uchel.
SiP: Mae'r cylch ymchwil a datblygu yn fyrrach ar gyfer SiP. Oherwydd bod SiP yn defnyddio sglodion swyddogaethol presennol wedi'u dilysu yn uniongyrchol ar gyfer pecynnu, mae'n lleihau'r amser sydd ei angen ar gyfer ailgynllunio modiwlau. Mae hyn yn caniatáu lansio cynnyrch yn gyflymach ac yn lleihau costau Ymchwil a Datblygu yn sylweddol.
Perfformiad a Maint y System:
SoC: Gan fod pob modiwl ar yr un sglodyn, mae oedi cyfathrebu, colledion ynni, ac ymyrraeth signal yn cael eu lleihau, gan roi mantais ddigyffelyb i SoC mewn perfformiad a defnydd pŵer. Mae ei faint yn fach iawn, sy'n ei gwneud yn arbennig o addas ar gyfer cymwysiadau â gofynion perfformiad a phwer uchel, megis ffonau smart a sglodion prosesu delweddau.
SiP: Er nad yw lefel integreiddio SiP mor uchel â lefel SoC, gall barhau i becynnu gwahanol sglodion yn gryno gyda'i gilydd gan ddefnyddio technoleg pecynnu aml-haen, gan arwain at faint llai o'i gymharu ag atebion aml-sglodion traddodiadol. Ar ben hynny, gan fod y modiwlau wedi'u pecynnu'n gorfforol yn hytrach na'u hintegreiddio ar yr un sglodyn silicon, er efallai na fydd perfformiad yn cyfateb i SoC, gall ddiwallu anghenion y rhan fwyaf o gymwysiadau o hyd.
3. Senarios Cais ar gyfer SoC a SiP
Senarios Cais ar gyfer SoC:
Mae SoC fel arfer yn addas ar gyfer meysydd â gofynion uchel o ran maint, defnydd pŵer a pherfformiad. Er enghraifft:
Ffonau clyfar: Mae'r proseswyr mewn ffonau smart (fel sglodion cyfres A Apple neu Snapdragon Qualcomm) fel arfer yn SoCs integredig iawn sy'n ymgorffori CPU, GPU, unedau prosesu AI, modiwlau cyfathrebu, ac ati, sy'n gofyn am berfformiad pwerus a defnydd pŵer isel.
Prosesu Delwedd: Mewn camerâu digidol a dronau, mae unedau prosesu delweddau yn aml yn gofyn am alluoedd prosesu cyfochrog cryf a hwyrni isel, y gall SoC eu cyflawni'n effeithiol.
Systemau Planedig Perfformiad Uchel: Mae SoC yn arbennig o addas ar gyfer dyfeisiau bach sydd â gofynion effeithlonrwydd ynni llym, megis dyfeisiau IoT a nwyddau gwisgadwy.
Senarios Cais ar gyfer SiP:
Mae gan SiP ystod ehangach o senarios cymhwyso, sy'n addas ar gyfer meysydd sydd angen datblygiad cyflym ac integreiddio aml-swyddogaeth, megis:
Offer Cyfathrebu: Ar gyfer gorsafoedd sylfaen, llwybryddion, ac ati, gall SiP integreiddio RF lluosog a phroseswyr signal digidol, gan gyflymu'r cylch datblygu cynnyrch.
Electroneg Defnyddwyr: Ar gyfer cynhyrchion fel smartwatches a chlustffonau Bluetooth, sydd â chylchoedd uwchraddio cyflym, mae technoleg SiP yn caniatáu lansio cynhyrchion nodwedd newydd yn gyflymach.
Electroneg Modurol: Gall modiwlau rheoli a systemau radar mewn systemau modurol ddefnyddio technoleg SiP i integreiddio gwahanol fodiwlau swyddogaethol yn gyflym.
4. Tueddiadau Datblygiad SoC a SiP yn y Dyfodol
Tueddiadau mewn Datblygiad SoC:
Bydd SoC yn parhau i esblygu tuag at integreiddio uwch ac integreiddio heterogenaidd, gan gynnwys o bosibl integreiddio mwy o broseswyr AI, modiwlau cyfathrebu 5G, a swyddogaethau eraill, gan yrru esblygiad pellach o ddyfeisiau deallus.
Tueddiadau mewn Datblygiad SiP:
Bydd SiP yn dibynnu fwyfwy ar dechnolegau pecynnu uwch, megis datblygiadau pecynnu 2.5D a 3D, i becynnu sglodion yn dynn gyda gwahanol brosesau a swyddogaethau gyda'i gilydd i fodloni gofynion y farchnad sy'n newid yn gyflym.
5. Casgliad
Mae SoC yn debycach i adeiladu skyscraper super amlswyddogaethol, gan ganolbwyntio'r holl fodiwlau swyddogaethol mewn un dyluniad, sy'n addas ar gyfer cymwysiadau â gofynion uchel iawn ar gyfer perfformiad, maint a defnydd pŵer. Mae SiP, ar y llaw arall, fel "pecynnu" sglodion swyddogaethol gwahanol i mewn i system, gan ganolbwyntio mwy ar hyblygrwydd a datblygiad cyflym, yn arbennig o addas ar gyfer electroneg defnyddwyr sydd angen diweddariadau cyflym. Mae gan y ddau eu cryfderau: mae SoC yn pwysleisio perfformiad system optimaidd a optimeiddio maint, tra bod SiP yn tynnu sylw at hyblygrwydd y system ac optimeiddio'r cylch datblygu.
Amser postio: Hydref-28-2024