Soc芯片是一类集成芯片,通过集成某部分功能便于方案开发。其功能并非固定,具有丰富内涵及较广的应用范围。从专业名词上解释,Soc芯片( System on Chips)被称为系统级芯片,也称为片上系统,可以将它看成是有专用目标的集成电路的一个产品,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。但同时它又是一种技术,用以实现从确定系统功能开始,到软/硬件划分,并完成设计的整个过程。
与其他芯片相比,Soc芯片具备更高的集成度、更复杂的功能及更高的性能等特点。比如MCU芯片一般包含处理器内核、少量的内存和一些基本的外设接口,而Soc芯片则是将处理器内核、内存、接口控制器、模拟电路、数字电路等多个功能模块集成在一个芯片上,形成一个完整的系统。相对而言,Soc芯片开发难度要高于MCU芯片。
以芯海的Soc芯片CSU18M91为例,这个是一个支持4 电极交流测脂、 心率测量、 高精度人体称重的Soc芯片,它包含了人体阻抗测量模块 BIM、 24bit Sigma-Delta ADC、 8K×16 位 MTP 程序存储器、 128 字节EEPROM 和 896 字节数据存储器等功能参数。CSU18M91所集成的24bit的ADC及测量模块、基础MCU功能是普通MCU芯片无法做到的,所以它的开发难度也比较有难度。不过也因为Soc芯片的功能复杂,其软件开发难度比一般MCU较大,需要更复杂的操作系统和开发工具,所以一般多应用于高性能、多功能的设备中,如手机、平板电脑,以及上面所提及的人体抗阻测量等领域上。
Soc芯片的具体特点表现为:
高度集成:将多个功能模块,如处理器、内存、图形处理器、通信模块、传感器接口等,集成在单个芯片上,大大减少了系统所需的外部组件数量,节省了电路板空间,降低了成本和功耗。
强大的性能:通常采用先进的制程工艺和高性能的处理器内核,能够处理复杂的任务和多线程操作,具备高效的数据处理和计算能力。
低功耗设计:通过优化电路和电源管理技术,在满足性能需求的同时,降低芯片的功耗,延长电池续航时间,特别适用于移动设备和便携式电子产品。
丰富的接口和通信能力:具备多种通信接口,如蓝牙、Wi-Fi、USB 等,能够方便地与其他设备进行连接和数据交换。
灵活性和可编程性:可以根据不同的应用需求进行定制和编程,以适应各种特定的功能和场景。
高效的系统协同工作:各个集成的模块能够协同工作,提高系统的整体效率和响应速度,减少数据传输的延迟和损耗。
高度优化的软硬件协同:在设计时充分考虑软件和硬件的协同,使得软件能够充分发挥硬件的性能优势,提供更好的用户体验。
快速的产品开发周期:由于高度集成,减少了系统设计的复杂性和开发时间,加快了产品推向市场的速度。
小型化:有助于实现设备的小型化和轻薄化,满足消费者对便携和美观的需求。
芯海Soc芯片CSU18M91:
芯片特性
8位单片机MCU
内置8K×16位一次性可编程存储器(MTP ROM)和128Bytes EEPROM
896字节数据存储器(SRAM)
只有46条单字指令
8级存储堆栈
模拟特性
1路输入全差分24Bit Sigma-Delta型ADC,1/64/128倍增益选择。
6路外部通道和2路内部通道 的10Bit SAR ADC
4电极交流人体阻抗测量(BIM)模块
ADC的输出速率15.2Hz~3.9KHz
内带电荷泵
内带稳压器供传感器和调制器
内部集成的可编程增益放大器
专用微控制器的特性
上电复位(POR)
上电复位延迟定时器(39ms)
内带低电压复位(LVR)
定时器0
-可编程预分频的8位的定时器
定时/计数器123
-可编程预分频的8位的定时/计数器
外设特性
31位双向I/O口,其中部分PT2.1~PT2.4、PT3*、PT4*复用作LCD/LED口
13个具有唤醒功能的输入口
2路UART,波特率最高支持115200bps
1路I2C从机,支持标准模式(100K bit/s)和快速模式(400K bit/s)
1路SPI,最高通信速率500KHz
1路蜂鸣器输出,电流能力6mA
支持4×24、6*22的LCD驱动或4*14 LED驱动
低电压比较功能(LVD),可用做电源电压比较和外部电压比较
内置温度传感器
具有RTC功能,年、月、日、星期、小时、分、秒信息
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