2.2 片上系統（SoC）

當今的芯片設計者生產數以百萬計的晶體管，設計和驗證這樣復雜的電路已成為一個非常艱巨的任務。由一個單獨的公司來生產這種系統的所有部件是越來越罕見的。出于這一點，ARM以及其他半導體IP公司設計和驗證組件（所謂的IP模塊或處理器）。半導體公司允許在他們自己的設計使用這些模塊，如微處理器、DSP、3D圖形和視頻控制器及許多其他功能。

半導體公司將這些模塊和特定系統的其他部分集成到芯片上，形成一個系統級芯片（SoC）。為了形成系統，這些設備的構造者必須選擇適當的處理器、內存控制器、片上存儲器、外設、互連總線和其他邏輯塊（可能包括模擬或射頻部分）。

我們將在本書中使用ASIC（Application Specific Integrated Circuit）這個術語，這是一種為特定應用而設計的集成電路。一個單獨的ASIC可能包含一個ARM處理器、內存和其他組件。這跟那些被稱為系統級芯片的設備顯然有很多相似的地方。SoC通常是指一種具有高集成度的設備，即在單一的設備上包括系統的很多部分，可能包括模擬、混合信號或射頻電路。

大型半導體公司會投資幾十億美元來構建這些設備，在自己的平臺上運行軟件，通常也會做出很大的投資。用一個強大的處理器來生產一個復雜的系統，而不用移植一個或更多的操作系統和外圍設備驅動程序，這將是非常罕見的。

當然，像Linux這樣強大的操作系統需要大量的內存空間，不僅僅是在單一的硅器件上運行。由于單個設備不能包含整個系統，因此，片上系統的命名未必完全準確。拋開硅片面積的問題不談，在通常的情況下，一個系統的許多部分需要專業的硅制造工藝并避免它們被放置到相同的晶片上。在一定程度上，SoC概念的擴展就是封裝內系統（SiP），在一個單一的物理封裝內結合了許多單獨的芯片，也被廣泛認為封裝堆疊。SoC芯片采用的封裝用于底部（用于連接到PCB）到頂部（包含連接到獨立的軟件包，可能包含一個閃速存儲器或一個大的SDRAM器件）的連接。