SoC的全称叫做：System-on-a-Chip，中文的的意思就是“把系统都做在一个芯片上”，如果在PC时代我们说一个电脑的核心是CPU，那么在智能终端时代，手机的核心就是这个SoC。
片上系统（英语：System on a Chip，缩写：SoC）是一个将计算机或其他电子系统集成到单一芯片的集成电路。系统芯片可以处理数字信号、模拟信号、混合信号甚至更高频率的信号。系统芯片常常应用在嵌入式系统中。系统芯片的集成规模很大，一般达到几百万门到几千万门。
尽管微控制器通常只有不到100 kB的随机存取存储器，但是事实上它是一种简易的、功能弱化的单芯片系统，而“系统芯片”这个术语常被用来指功能更加强大的处理器，这些处理器可以运行Windows和Linux的某些版本。系统芯片更强的功能要求它具备外部存储芯片，例如有的系统芯片配备了闪存。系统芯片往往可以连接额外的外部设备。系统芯片对半导体器件的集成规模提出了更高的要求。为了更好地执行更复杂的任务，一些系统芯片采用了多个处理器核心。
这么说是因为SoC上集成了很多手机上最关键的部件，比如CPU、GPU、内存、也就说虽然它在主板上的存在是一个芯片，但是它里边可是由很多部件封装组成的。比如通常我们所说的高通801，Tegra 4，A6等等都只是系统部件打包封装（SoC）后的总称。然而各家的打包封装的内容则不尽相同，原因也不尽相同。
比如高通的SoC集成度往往是较高的，有AP/CPU（Krait），GPU（Adreno），RAM（运行内存），Modem（通信模块），ISP（图像处理），DSP（数字信号处理），Codec（编码器）等等等等。这么多部分当中，以Modem通信模块高通的优势最大，高通之所以受到欢迎的一个原因就是集成度高，将所有的系统所需功能都在一个芯片当中提供了，手机厂商不需要额外采购（省成本），主板空间也会更加富裕，也有助于降低功耗。
当然手机厂家在设计终端产品的时候也会根据自己的需求“部分采用”SoC当中集成的功能。比如SmartisanT1当中并没有采用高通SoC当中自带的ISP（图像处理器），而是在SoC之外单独放置了一颗富士通的ISP。再比如有些厂家选择不采用高通SoC当中的音频处理模块，而额外的采购Audience作为降噪方案。再比如Vivo选择在SoC之外外挂一串高端音频芯片，增加Hi-Fi表现，都是这种“部分采用”的案例。
有SoC供应商，或出于技术障碍，或出于战略需要，则选择在SoC当中集成更多，或者更少的组件。比如，苹果一直选择将Modem模块放在A系列处理器之外，不封装在SoC里，就或多或少有不希望长期受制于高通的考虑，并且有传言说苹果自己也在研发自己的Modem模块，这个思路按照苹果长期垂直大整合的战略来看，非常符合苹果的利益。
而之前Nvidia在集成度上则不尽如人意，不仅仅没有Modem集成，连内存（RAM）都独立于SoC之外，这在”寸土寸金“的手机主板来说，是非常大的压力，给设计者提出很大的难题，影响优化进度和迭代效率。
总而言之，任何SoC的设计都是性能、功耗、稳定性、工艺难度几方面的平衡。想做到任何单一指标突出都比较容易，真正困扰研发人员的是做到均衡。理论上来说是集成度越高越好，尽可能的朝着高集成度、低功耗的方向发展。但越是集成度高，封装、调试难度就越大，研发人员都在不断的摸索和调整其中的平衡点。
SoC的出现可以追溯到20世纪80年代，当时的计算机系统由多个芯片组成，每个芯片负责不同的功能，如处理器、内存、图形显示等。然而，这种设计方式存在着许多问题，如芯片之间的通信速度慢、功耗高、体积大等。为了解决这些问题，SoC应运而生。
SoC的核心是集成电路技术，它将多个功能模块集成在一个芯片上，实现了高度集成化。这样一来，不仅可以提高系统的性能，还可以减小系统的体积和功耗。同时，SoC还具有可编程性强、灵活性高的特点，可以根据不同的应用需求进行定制。
SoC的设计过程通常包括以下几个步骤：首先是需求分析，确定系统的功能和性能要求；然后是架构设计，确定系统的整体结构和功能模块的划分；接下来是模块设计，设计各个功能模块的电路和逻辑；最后是集成和验证，将各个功能模块集成在一起，并进行功能验证和性能测试。
典型的系统芯片具有以下部分：
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- 至少一个微控制器或微处理器、数字信号处理器，但是也可以有多个中央控制核心
- 存储器则可以是只读存储器、随机存取存储器、EEPROM和闪存中的一种或多种
- 用于提供时间脉冲信号的振荡器和锁相环电路
- 由计数器和计时器、电源电路组成的外部设备
- 不同标准的连线接口，如通用串行总线、火线、以太网、通用异步收发和序列周边接口等
- 用于在数字信号和模拟信号之间转换的模拟数字转换器和数字模拟转换器
- 电压调理电路以及稳压器
数据的流动主要借助了系统中的I/O总线，例如安谋国际科技公司的高级微控制器总线架构。采用DMA控制器，则可以使得外部数据直接被传送到存储器，无需经过中央处理器，这可以大大改善数据吞吐的效率。
SoC的应用领域
作为一种完整的计算机系统集成在单个芯片上，SoC可以快速、高效、甚至自动地执行任意数量的复杂、关键任务，同时与传统计算机相比，它具有非常小的尺寸、低的重量和功耗（SWaP）需求。这使得SoC计算机成为流行选择，通常是唯一选择，用于以下领域：
- 飞机航空电子系统
- 汽车通信、导航和娱乐面板
- 汽车车载诊断（OBD-II）扫描仪
- C4ISR（指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察）系统和设备
- 防御电子设备，包括智能自主系统、高带宽微波收发器、数字头盔显示器、高压固态发射机等
- 数字标牌
- 电子游戏设备
- 电子战（EW）系统，如信号感应、威胁检测、处理和响应系统、多光谱发射机、摄像头、制导系统、攻击信号发射器、电子对抗、夜视和目标系统等
- 紧急通知设备和系统
- 物联网（IoT）/智能家居设备，如安全摄像头、恒温器、湿度报警和控制器、门锁、照明系统、烟雾探测器、厨房电器和智能音箱家庭中枢控制器
- 笔记本电脑和平板电脑
- 基于机器学习的网络和数据安全技术
- 辐射抗干扰（rad-hard）空间卫星控制
- 智能手机和智能手表
- 智能电视、路由器和调制解调器
- 可穿戴式患者健康监测器
- 太空船控制、机器人设备和系统
- 无人机（UAV）、水下无人机（UUV）和陆地无人车（UGV）
System-on-a-Chip（SoC，片上系统）是一种集成了所有或大部分计算机或电子系统功能的芯片，包括处理器核心、内存、输入/输出接口、外设控制器等。
SoC的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：
- 移动设备：SoC广泛应用于智能手机、平板电脑和可穿戴设备等移动设备中。它们集成了处理器、图形处理器、内存控制器、无线通信模块等，提供了强大的计算和通信能力。
- 嵌入式系统：SoC在各种嵌入式系统中得到广泛应用，如工业自动化、汽车电子、医疗设备等。它们提供了高度集成的解决方案，能够满足各种复杂的应用需求。
- 消费电子产品：除了移动设备外，SoC还被广泛用于各种消费电子产品，如数字电视、游戏机、家用电器等。它们提供了高性能和低功耗的解决方案，满足了消费者对功能丰富、性能强大的产品的需求。
- 物联网（IoT）：SoC在物联网设备中发挥着重要作用，如智能家居、智能城市、工业物联网等。它们提供了低功耗、小型化的解决方案，能够满足大规模部署的需求。
- 通信设备：SoC被广泛应用于各种通信设备中，如路由器、交换机、基站等。它们提供了高性能的通信处理能力，支持各种网络标准和协议。
- 汽车电子：现代汽车中使用了大量的SoC，用于控制引擎、车载娱乐系统、驾驶辅助系统等。它们提供了高度集成的解决方案，提高了汽车的性能、安全性和便利性。
- 工业控制：SoC在工业控制系统中发挥着重要作用，如PLC（可编程逻辑控制器）、机器人控制系统、智能传感器等。它们提供了高性能的控制和监控功能，帮助提高生产效率和质量。
片上系统SoC应该如何选择？
现货片上系统（System-on-a-Chip，SoC）是一种集成了多个功能模块的芯片，包括处理器、内存、外设等，广泛应用于各种电子设备中。选择适合的现货片上系统对于产品的性能、功耗和成本等方面都有着重要的影响。
首先，处理器架构是选择现货片上系统的重要考虑因素之一。目前市场上常见的处理器架构有ARM、x86和MIPS等。ARM架构具有低功耗、高性能和广泛的生态系统支持等优势，适用于移动设备和嵌入式系统。x86架构则适用于高性能计算和桌面应用，具有较高的处理能力和兼容性。MIPS架构则在一些特定领域有一定的应用，如网络设备和数字电视等。选择适合的处理器架构需要根据产品的应用场景和性能需求进行综合考虑。
其次，功耗管理是选择现货片上系统的另一个重要考虑因素。随着移动设备的普及和对电池续航能力的要求越来越高，低功耗成为现货片上系统的重要特性之一。现货片上系统应具备有效的功耗管理机制，包括动态电压频率调节（DVFS）、睡眠模式和功耗优化算法等。选择具有良好功耗管理能力的现货片上系统可以提高产品的续航能力，提升用户体验。
第三，外设接口也是选择现货片上系统的重要考虑因素之一。现货片上系统通常需要与各种外设进行通信，如显示屏、摄像头、传感器等。因此，现货片上系统应具备丰富的外设接口，如USB、HDMI、SPI、I2C等。选择具有多种外设接口的现货片上系统可以提高产品的扩展性和兼容性，方便与其他设备进行连接和通信。
最后，成本也是选择现货片上系统的重要考虑因素之一。现货片上系统的成本包括芯片本身的价格和开发成本。选择成本适中的现货片上系统可以降低产品的制造成本，提高产品的竞争力。此外，开发成本也需要考虑，包括软件开发工具和技术支持等。选择具有完善的开发工具和技术支持的现货片上系统可以提高开发效率，缩短产品上市时间。
综上所述，选择适合的现货片上系统需要综合考虑处理器架构、功耗管理、外设接口和成本等因素。根据产品的应用场景和性能需求，选择具有合适处理器架构、良好功耗管理能力、丰富外设接口和适中成本的现货片上系统，可以提高产品的性能、降低功耗和成本，从而满足用户的需求。
