SoC (System on Chip) සහ SiP (System in Package) යන දෙකම නවීන ඒකාබද්ධ පරිපථ සංවර්ධනයේ වැදගත් සන්ධිස්ථාන වන අතර එමඟින් ඉලෙක්ට්‍රොනික පද්ධති කුඩා කිරීම, කාර්යක්ෂමතාව සහ ඒකාබද්ධ කිරීම සක්‍රීය කරයි.
1. SoC සහ SiP හි අර්ථ දැක්වීම් සහ මූලික සංකල්ප
SoC (චිපයක් මත පද්ධතිය) - මුළු පද්ධතියම තනි චිපයකට ඒකාබද්ධ කිරීම.
SoC යනු අහස උසට වැඩෙන ගොඩනැගිල්ලක් වැනිය, එහිදී සියලුම ක්‍රියාකාරී මොඩියුල එකම භෞතික චිපයකට නිර්මාණය කර ඒකාබද්ධ කර ඇත. SoC හි මූලික අදහස වන්නේ ප්‍රොසෙසරය (CPU), මතකය, සන්නිවේදන මොඩියුල, ඇනලොග් පරිපථ, සංවේදක අතුරුමුහුණත් සහ වෙනත් විවිධ ක්‍රියාකාරී මොඩියුල ඇතුළුව ඉලෙක්ට්‍රොනික පද්ධතියක සියලුම මූලික සංරචක තනි චිපයකට ඒකාබද්ධ කිරීමයි. SoC හි වාසි එහි ඉහළ මට්ටමේ ඒකාබද්ධතාවය සහ කුඩා ප්‍රමාණය තුළ පවතින අතර, කාර්ය සාධනය, බල පරිභෝජනය සහ මානයන්හි සැලකිය යුතු ප්‍රතිලාභ ලබා දෙන අතර, එය ඉහළ කාර්ය සාධනයක් සහිත, බල සංවේදී නිෂ්පාදන සඳහා විශේෂයෙන් සුදුසු වේ. ඇපල් ස්මාර්ට්ෆෝන් වල ඇති සකසනයන් SoC චිප් සඳහා උදාහරණ වේ.
නිදසුනක් ලෙස, SoC යනු නගරයක "සුපිරි ගොඩනැගිල්ලක්" වැනිය, එහි සියලුම කාර්යයන් ඇතුළත නිර්මාණය කර ඇති අතර විවිධ ක්‍රියාකාරී මොඩියුල විවිධ මහල් වැනිය: සමහරක් කාර්යාල ප්‍රදේශ (සකසන), සමහරක් විනෝදාස්වාද ප්‍රදේශ (මතකය) සහ සමහරක් සන්නිවේදන ජාල (සන්නිවේදන අතුරුමුහුණත්) වන අතර, ඒවා සියල්ලම එකම ගොඩනැගිල්ලක (චිපයක්) සංකේන්ද්‍රණය වී ඇත. මෙය මුළු පද්ධතියටම තනි සිලිකන් චිපයක් මත ක්‍රියා කිරීමට ඉඩ සලසයි, ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයක් සහ කාර්ය සාධනයක් ලබා ගනී.
SiP (පැකේජයේ පද්ධතිය) - විවිධ චිප් එකට ඒකාබද්ධ කිරීම
SiP තාක්ෂණයේ ප්‍රවේශය වෙනස් ය. එය එකම භෞතික පැකේජය තුළ විවිධ කාර්යයන් සහිත බහු චිප් ඇසුරුම් කිරීමක් වැනි ය. එය SoC වැනි තනි චිපයකට ඒකාබද්ධ කිරීමට වඩා ඇසුරුම් තාක්ෂණය හරහා බහු ක්‍රියාකාරී චිප් ඒකාබද්ධ කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. SiP මඟින් බහු චිප් (සකසනයන්, මතකය, RF චිප්, ආදිය) පැත්තකින් ඇසුරුම් කිරීමට හෝ එකම මොඩියුලය තුළ ගොඩගැසීමට ඉඩ සලසයි, එමඟින් පද්ධති මට්ටමේ විසඳුමක් සාදයි.
SiP සංකල්පය මෙවලම් පෙට්ටියක් එකලස් කිරීමට සමාන කළ හැකිය. මෙවලම් පෙට්ටියේ ඉස්කුරුප්පු නියනක්, මිටි සහ සරඹ වැනි විවිධ මෙවලම් අඩංගු විය හැකිය. ඒවා ස්වාධීන මෙවලම් වුවද, පහසු භාවිතය සඳහා ඒවා සියල්ලම එක පෙට්ටියක ඒකාබද්ධ කර ඇත. මෙම ප්‍රවේශයේ ප්‍රතිලාභය නම්, සෑම මෙවලමක්ම වෙන වෙනම සංවර්ධනය කර නිෂ්පාදනය කළ හැකි අතර, අවශ්‍ය පරිදි පද්ධති පැකේජයකට "එකලස්" කළ හැකි අතර, එය නම්‍යශීලීභාවය සහ වේගය සපයයි.
2. SoC සහ SiP අතර තාක්ෂණික ලක්ෂණ සහ වෙනස්කම්
ඒකාබද්ධ කිරීමේ ක්‍රම වෙනස්කම්:
SoC: විවිධ ක්‍රියාකාරී මොඩියුල (CPU, මතකය, I/O, ආදිය) එකම සිලිකන් චිපයක් මත කෙලින්ම නිර්මාණය කර ඇත. සියලුම මොඩියුල එකම යටින් පවතින ක්‍රියාවලිය සහ සැලසුම් තර්කනය බෙදා ගනිමින් ඒකාබද්ධ පද්ධතියක් සාදයි.
SiP: විවිධ ක්‍රියාකාරී චිප්ස් විවිධ ක්‍රියාවලීන් භාවිතයෙන් නිෂ්පාදනය කර පසුව ත්‍රිමාණ ඇසුරුම්කරණ තාක්ෂණය භාවිතයෙන් තනි ඇසුරුම් මොඩියුලයකට ඒකාබද්ධ කර භෞතික පද්ධතියක් සෑදිය හැක.
සැලසුම් සංකීර්ණතාව සහ නම්‍යශීලීභාවය:
SoC: සියලුම මොඩියුල තනි චිපයක් මත ඒකාබද්ධ කර ඇති බැවින්, සැලසුම් සංකීර්ණතාව ඉතා ඉහළ ය, විශේෂයෙන් ඩිජිටල්, ඇනලොග්, RF සහ මතකය වැනි විවිධ මොඩියුලවල සහයෝගී නිර්මාණය සඳහා. මේ සඳහා ඉංජිනේරුවන්ට ගැඹුරු හරස්-වසම් නිර්මාණ හැකියාවන් තිබීම අවශ්‍ය වේ. එපමණක් නොව, SoC හි ඕනෑම මොඩියුලයක් සමඟ සැලසුම් ගැටළුවක් තිබේ නම්, සම්පූර්ණ චිපය නැවත සැලසුම් කිරීමට අවශ්‍ය විය හැකි අතර, එය සැලකිය යුතු අවදානම් ඇති කරයි.
SiP: ඊට වෙනස්ව, SiP වැඩි නිර්මාණ නම්‍යශීලී බවක් ලබා දෙයි. පද්ධතියකට ඇසුරුම් කිරීමට පෙර විවිධ ක්‍රියාකාරී මොඩියුල වෙන වෙනම නිර්මාණය කර සත්‍යාපනය කළ හැකිය. මොඩියුලයක් සමඟ ගැටළුවක් ඇති වුවහොත්, එම මොඩියුලය පමණක් ප්‍රතිස්ථාපනය කළ යුතු අතර, අනෙක් කොටස් බලපෑමට ලක් නොවේ. මෙය SoC හා සසඳන විට වේගවත් සංවර්ධන වේගයන් සහ අඩු අවදානම් සඳහා ද ඉඩ සලසයි.
ක්‍රියාවලි අනුකූලතාව සහ අභියෝග:
SoC: ඩිජිටල්, ඇනලොග් සහ RF වැනි විවිධ කාර්යයන් තනි චිපයකට ඒකාබද්ධ කිරීම ක්‍රියාවලි අනුකූලතාවයේ සැලකිය යුතු අභියෝගවලට මුහුණ දෙයි. විවිධ ක්‍රියාකාරී මොඩියුල සඳහා විවිධ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන් අවශ්‍ය වේ; උදාහරණයක් ලෙස, ඩිජිටල් පරිපථ සඳහා අධිවේගී, අඩු බල ක්‍රියාවලීන් අවශ්‍ය වන අතර, ඇනලොග් පරිපථ සඳහා වඩාත් නිවැරදි වෝල්ටීයතා පාලනයක් අවශ්‍ය විය හැකිය. එකම චිපයේ මෙම විවිධ ක්‍රියාවලීන් අතර අනුකූලතාව ලබා ගැනීම අතිශයින් දුෂ්කර ය.
SiP: ඇසුරුම්කරණ තාක්ෂණය හරහා, SiP හට විවිධ ක්‍රියාවලීන් භාවිතයෙන් නිපදවන ලද චිප් ඒකාබද්ධ කළ හැකි අතර, SoC තාක්ෂණය මුහුණ දෙන ක්‍රියාවලි අනුකූලතා ගැටළු විසඳයි. SiP මඟින් එකම පැකේජය තුළ බහු විෂමජාතීය චිප් එකට වැඩ කිරීමට ඉඩ සලසයි, නමුත් ඇසුරුම්කරණ තාක්ෂණය සඳහා නිරවද්‍යතා අවශ්‍යතා ඉහළ ය.
පර්යේෂණ සහ සංවර්ධන චක්‍රය සහ පිරිවැය:
SoC: SoC හට මුල සිටම සියලුම මොඩියුල සැලසුම් කිරීම සහ සත්‍යාපනය කිරීම අවශ්‍ය වන බැවින්, සැලසුම් චක්‍රය දිගු වේ. සෑම මොඩියුලයක්ම දැඩි සැලසුම් කිරීම, සත්‍යාපනය සහ පරීක්ෂාවට භාජනය විය යුතු අතර, සමස්ත සංවර්ධන ක්‍රියාවලියට වසර කිහිපයක් ගත විය හැකි අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඉහළ පිරිවැයක් දැරීමට සිදුවේ. කෙසේ වෙතත්, මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනයේදී, ඉහළ ඒකාබද්ධතාවය හේතුවෙන් ඒකක පිරිවැය අඩු වේ.
SiP: SiP සඳහා පර්යේෂණ සහ සංවර්ධන චක්‍රය කෙටි වේ. ඇසුරුම්කරණය සඳහා SiP සෘජුවම පවතින, සත්‍යාපිත ක්‍රියාකාරී චිප් භාවිතා කරන බැවින්, මොඩියුල නැවත සැලසුම් කිරීම සඳහා අවශ්‍ය කාලය අඩු කරයි. මෙය වේගවත් නිෂ්පාදන දියත් කිරීම් සඳහා ඉඩ සලසන අතර පර්යේෂණ සහ සංවර්ධන පිරිවැය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි.
පද්ධති කාර්ය සාධනය සහ ප්‍රමාණය:
SoC: සියලුම මොඩියුල එකම චිපයක ඇති බැවින්, සන්නිවේදන ප්‍රමාදයන්, බලශක්ති පාඩු සහ සංඥා බාධා අවම කර ඇති අතර, එමඟින් කාර්ය සාධනය සහ බල පරිභෝජනය සම්බන්ධයෙන් SoC හට අසමසම වාසියක් ලබා දේ. එහි ප්‍රමාණය අවම වන අතර, එය ස්මාර්ට්ෆෝන් සහ රූප සැකසුම් චිප් වැනි ඉහළ කාර්ය සාධනයක් සහ බල අවශ්‍යතා ඇති යෙදුම් සඳහා විශේෂයෙන් සුදුසු වේ.
SiP: SiP හි ඒකාබද්ධතා මට්ටම SoC තරම් ඉහළ මට්ටමක නොතිබුණද, බහු-ස්ථර ඇසුරුම්කරණ තාක්ෂණය භාවිතයෙන් එයට තවමත් විවිධ චිප් එකට සංයුක්තව ඇසුරුම් කළ හැකි අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස සාම්ප්‍රදායික බහු-චිප් විසඳුම් හා සසඳන විට කුඩා ප්‍රමාණයකට හේතු වේ. එපමණක් නොව, මොඩියුල එකම සිලිකන් චිපයක් මත ඒකාබද්ධ නොවී භෞතිකව ඇසුරුම් කර ඇති බැවින්, කාර්ය සාධනය SoC හි මට්ටමට නොගැලපෙන නමුත්, එය තවමත් බොහෝ යෙදුම්වල අවශ්‍යතා සපුරාලිය හැකිය.
3. SoC සහ SiP සඳහා යෙදුම් අවස්ථා
SoC සඳහා යෙදුම් අවස්ථා:
ප්‍රමාණය, බල පරිභෝජනය සහ කාර්ය සාධනය සඳහා ඉහළ අවශ්‍යතා ඇති ක්ෂේත්‍ර සඳහා SoC සාමාන්‍යයෙන් සුදුසු වේ. උදාහරණයක් ලෙස:
ස්මාර්ට්ෆෝන්: ස්මාර්ට්ෆෝන් වල ඇති සකසනයන් (ඇපල් හි A-series චිප්ස් හෝ ක්වාල්කොම් හි ස්නැප්ඩ්‍රැගන් වැනි) සාමාන්‍යයෙන් CPU, GPU, AI සැකසුම් ඒකක, සන්නිවේදන මොඩියුල ආදිය ඇතුළත් කර ඇති ඉතා ඒකාබද්ධ SoC වන අතර, බලවත් ක්‍රියාකාරිත්වය සහ අඩු බල පරිභෝජනය යන දෙකම අවශ්‍ය වේ.
රූප සැකසීම: ඩිජිටල් කැමරා සහ ඩ්‍රෝන යානා වලදී, රූප සැකසුම් ඒකක සඳහා බොහෝ විට ශක්තිමත් සමාන්තර සැකසුම් හැකියාවන් සහ අඩු ප්‍රමාදයක් අවශ්‍ය වන අතර, එය SoC හට ඵලදායී ලෙස සාක්ෂාත් කරගත හැකිය.
ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත කාවැද්දූ පද්ධති: IoT උපාංග සහ පැළඳිය හැකි උපකරණ වැනි දැඩි බලශක්ති කාර්යක්ෂමතා අවශ්‍යතා සහිත කුඩා උපාංග සඳහා SoC විශේෂයෙන් සුදුසු වේ.
SiP සඳහා යෙදුම් අවස්ථා:
SiP සතුව පුළුල් පරාසයක යෙදුම් අවස්ථා ඇත, ඒවා වේගවත් සංවර්ධනයක් සහ බහු-ක්‍රියාකාරී ඒකාබද්ධ කිරීමක් අවශ්‍ය ක්ෂේත්‍ර සඳහා සුදුසු වේ, උදාහරණයක් ලෙස:
සන්නිවේදන උපකරණ: මූලික ස්ථාන, රවුටර ආදිය සඳහා, SiP හට බහු RF සහ ඩිජිටල් සංඥා සකසනයන් ඒකාබද්ධ කළ හැකි අතර, නිෂ්පාදන සංවර්ධන චක්‍රය වේගවත් කරයි.
පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ: වේගවත් උත්ශ්‍රේණි කිරීමේ චක්‍ර ඇති ස්මාර්ට් ඔරලෝසු සහ බ්ලූටූත් හෙඩ්සෙට් වැනි නිෂ්පාදන සඳහා, SiP තාක්ෂණය නව විශේෂාංග නිෂ්පාදන ඉක්මනින් දියත් කිරීමට ඉඩ සලසයි.
මෝටර් රථ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ: මෝටර් රථ පද්ධතිවල පාලන මොඩියුල සහ රේඩාර් පද්ධති විවිධ ක්‍රියාකාරී මොඩියුල ඉක්මනින් ඒකාබද්ධ කිරීම සඳහා SiP තාක්ෂණය භාවිතා කළ හැකිය.
4. SoC සහ SiP හි අනාගත සංවර්ධන ප්‍රවණතා
SoC සංවර්ධනයේ ප්‍රවණතා:
SoC, ඉහළ ඒකාබද්ධතාවයක් සහ විෂමජාතීය ඒකාබද්ධතාවයක් කරා අඛණ්ඩව පරිණාමය වනු ඇති අතර, AI සකසනයන්, 5G සන්නිවේදන මොඩියුල සහ අනෙකුත් කාර්යයන් වැඩි වශයෙන් ඒකාබද්ධ කිරීම, බුද්ධිමත් උපාංග තවදුරටත් පරිණාමය වීමට හේතු වනු ඇත.
SiP සංවර්ධනයේ ප්‍රවණතා:
වේගයෙන් වෙනස් වන වෙළඳපල ඉල්ලුම සපුරාලීම සඳහා විවිධ ක්‍රියාවලීන් සහ ක්‍රියාකාරකම් සහිත චිප්ස් තදින් ඇසුරුම් කිරීම සඳහා SiP වැඩි වැඩියෙන් 2.5D සහ 3D ඇසුරුම්කරණ දියුණුව වැනි උසස් ඇසුරුම්කරණ තාක්ෂණයන් මත විශ්වාසය තබනු ඇත.
5. නිගමනය
SoC යනු බහුකාර්ය සුපිරි අහස ගොඩනැගිලි ඉදිකිරීමක් වැනිය, සියලුම ක්‍රියාකාරී මොඩියුල එකම සැලසුමකට සංකේන්ද්‍රණය කරයි, කාර්ය සාධනය, ප්‍රමාණය සහ බල පරිභෝජනය සඳහා අතිශයින් ඉහළ අවශ්‍යතා සහිත යෙදුම් සඳහා සුදුසු වේ. අනෙක් අතට, SiP යනු පද්ධතියකට විවිධ ක්‍රියාකාරී චිප් "ඇසුරුම් කිරීම" වැනිය, නම්‍යශීලීභාවය සහ වේගවත් සංවර්ධනය කෙරෙහි වැඩි අවධානයක් යොමු කරයි, විශේෂයෙන් ඉක්මන් යාවත්කාලීන කිරීම් අවශ්‍ය වන පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ සඳහා සුදුසු වේ. දෙකටම ඒවායේ ශක්තීන් ඇත: SoC ප්‍රශස්ත පද්ධති කාර්ය සාධනය සහ ප්‍රමාණය ප්‍රශස්තිකරණය අවධාරණය කරන අතර, SiP පද්ධති නම්‍යශීලීභාවය සහ සංවර්ධන චක්‍රයේ ප්‍රශස්තිකරණය ඉස්මතු කරයි.
පළ කිරීමේ කාලය: ඔක්තෝබර්-28-2024