在使用SoC之前，工程師們可以通過一束電線將數據從A板連接到B板。最大的擔憂是管理電線長度并確保A和B使用完全相同的協議進行通訊，僅此而已。真正的動作是在計算元素中。然后，在這些珍貴的組件之間布線是一個簡單的設計任務。

從電線到有源總線邏輯

隨著SoC功能的增長，將整個電路板甚至更大的系統整合到單個芯片上成為可能，所有這些芯片都由中央處理器（CPU）或處理器集群控制。每個CPU都運行軟件來協調系統，以處理需要靈活性軟件啟用的功能。提供處理器的Arm等公司的解決方案增長迅速。其他供應商也緊隨其后，包括除CPU以外的其他功能的知識產權（IP）提供商。首先，通過提供外圍IP來處理許多接口協議，然后發展為用于無線通信，圖形處理，音頻，計算機視覺和人工智能（AI）的專用處理器。片上工作存儲器，高速緩存，與片外或片外DRAM的雙倍數據速率（DDR）接口以及更多內容，也添加到了此列表中。

準備將許多強大的功能集成到高級SoC中，但是它們將如何通信？不通過直接連接，因為整個芯片將被電線覆蓋。CPU和內存在確定接下來要維修的內容時會緩慢進行。取而代之的是，所有這些流量都必須通過有坡道計費的高速公路。如果IP要與CPU對話，反之亦然，則必須等待轉彎才能進入高速公路。

公共汽車不再只是笨拙的電線。有邏輯來監視發生了什么以及下一步允許什么，以及對受支持的數據進行排隊以使它們以不同的速度在各個域之間流動。流水線寄存器有助于在滿足時序約束的同時跨越很大的距離。許多集成團隊將其稱為“總線結構”，通過控制邏輯，混合，寄存器和先入先出排隊來編織連接。

總線架構不斷發展

既然有了總線結構的體系結構，就可以想象出針對不同目的的不同體系結構。僅高級微控制器總線體系結構（AMBA）系列就具有多種風味，每種風味都有其自身的優勢和局限性。可能在復雜的SoC中需要幾個。但是還有另一種截然不同的技術，即片上網絡（NoC），其概念完全不同，并且不會將互連通信和物理傳輸緊密耦合，從而提供了新的架構選擇。在我的下一個博客中，我將更多地討論這些選項的相對優勢。

NoC互連是SoC架構。資料來源：Arteris IP

還有另一個重要的考慮因素。現在，典型的SoC將圍繞許多第三方IP和一些具有定制優勢的集成商自己的IP構建。但是優勢是多少？競爭對手可以購買相同的第三方產品，從而稀釋了差異化的可能性。然后，挑戰就變成了設計團隊如何有效地集成SoC。

好消息是，還有足夠的空間可以做到這一點。帶寬，吞吐量，服務質量（QoS），功耗，安全性和成本都由集成決定。這些因素受已實施的通信體系結構（很可能是NoC）的影響，如下一個博客所示。最終，使芯片具有競爭力的是精心選擇IP和片上通信體系結構。
編輯：hfy