Tweet
Bắt đầu từ những năm 1990 người ta đã thực hiện việc tích hợp nhiều processor cores hay các components sẵn có lên một đế silicon. Về sau chẳng biết vô tình hay cố ý người ta đã đặt cho nó một cái tên là SoC (System on Chip), tiếng Việt có thể dịch nôm na là Hệ thống trên một vi mạch hay hệ thống SoC (phát âm là sốc*).
SoC đã mở ra một kỹ nguyên mới trong lĩnh vực tích hợp các components có sẵn và tích hợp nhiều processors nhằm mục đích tăng hiệu suất thiết kế và cải thiện tính năng làm việc của hệ thống. Ở thời điểm này chúng ta gặp phải nhiều vấn đề khó khăn về công nghệ và kỹ thuật. Hai trong những khó khăn đó là:
- Chuẩn hóa giao diện của các components
- Validate toàn bộ hệ thống với yêu cầu đảm bảo các đặc tính chức năng và đặc tính vật lý của SoC.
Lúc bấy giờ hầu hết các components trong các SoC vẫn kết nối với nhau thông qua Bus hoặc thông qua các kết nối điểm - điểm (point to point). Với hai loại kết nối này thì tùy thuộc vào ứng dụng mà ngưòi ta có thể lựa chọn một trong hai loại kết nối hoặc sử dụng đồng thời cả hai loại kết nối trong cùng một chip SoC. Thường thì kết nối theo kiểu Bus vẫn được ưa dùng hơn vì kết nối Bus đem lại hiệu quả cao hơn và các components có thể chia sẻ chung kênh truyền thông. Bên cạnh đó giá thành thực hiện kết nối Bus cũng thấp hơn, hiệu quả hơn.
Tuy nhiên, càng về sau với công nghệ silicon cải tiến, việc kết nối thông qua Bus đã xuất hiện những hạn chế ví dụ như:
- Bus chỉ có thể kết nối hiệu quả từ 5 - 10 communication parners. Số lượng parner càng lớn thì băng thông càng nhỏ. Hơn nữa nếu kết nối quá nhiều parner thì sẽ rất khó khăn trong việc kiểm soát thông tin.
- Một vấn đề nữa xuất phát từ đặc tính vật lý của Công nghệ deep submicron. Nếu bus kéo dài thì sẽ xuất hiện những vấn đề không mong đợi như (hiệu suất thấp; không thể dự đoán các thức hoạt động cũng như thông tin trên bus; công suất tiêu thụ cao; hiện tượng nhiễu bus; ... )
- Một vấn đề nữa là trong tương lai gần, kết nối bus sẽ trở thành một rào cản cho sự phát triển các ứng dụng công nghệ vì rằng chúng ta sẽ rất khó khăn trong việc thiết kế cũng như kiểm tra inter-task communication trong một hệ thống.
Chính vì những nguyên nhân đó, khoảng đầu năm 1999 đã có một số nhóm nghiên cứu về phương pháp kết nối và trao đổi thông tin trong các SoC hiện tại và tương lai. Một trong những phương pháp được đề xuất đó là Network on Chip. Và thuật ngữ NoC cũng bắt đầu từ đây.
(*) "sốc" ở đây khác với "sốc thuốc" !
SoC đã mở ra một kỹ nguyên mới trong lĩnh vực tích hợp các components có sẵn và tích hợp nhiều processors nhằm mục đích tăng hiệu suất thiết kế và cải thiện tính năng làm việc của hệ thống. Ở thời điểm này chúng ta gặp phải nhiều vấn đề khó khăn về công nghệ và kỹ thuật. Hai trong những khó khăn đó là:
- Chuẩn hóa giao diện của các components
- Validate toàn bộ hệ thống với yêu cầu đảm bảo các đặc tính chức năng và đặc tính vật lý của SoC.
Lúc bấy giờ hầu hết các components trong các SoC vẫn kết nối với nhau thông qua Bus hoặc thông qua các kết nối điểm - điểm (point to point). Với hai loại kết nối này thì tùy thuộc vào ứng dụng mà ngưòi ta có thể lựa chọn một trong hai loại kết nối hoặc sử dụng đồng thời cả hai loại kết nối trong cùng một chip SoC. Thường thì kết nối theo kiểu Bus vẫn được ưa dùng hơn vì kết nối Bus đem lại hiệu quả cao hơn và các components có thể chia sẻ chung kênh truyền thông. Bên cạnh đó giá thành thực hiện kết nối Bus cũng thấp hơn, hiệu quả hơn.
Tuy nhiên, càng về sau với công nghệ silicon cải tiến, việc kết nối thông qua Bus đã xuất hiện những hạn chế ví dụ như:
- Bus chỉ có thể kết nối hiệu quả từ 5 - 10 communication parners. Số lượng parner càng lớn thì băng thông càng nhỏ. Hơn nữa nếu kết nối quá nhiều parner thì sẽ rất khó khăn trong việc kiểm soát thông tin.
- Một vấn đề nữa xuất phát từ đặc tính vật lý của Công nghệ deep submicron. Nếu bus kéo dài thì sẽ xuất hiện những vấn đề không mong đợi như (hiệu suất thấp; không thể dự đoán các thức hoạt động cũng như thông tin trên bus; công suất tiêu thụ cao; hiện tượng nhiễu bus; ... )
- Một vấn đề nữa là trong tương lai gần, kết nối bus sẽ trở thành một rào cản cho sự phát triển các ứng dụng công nghệ vì rằng chúng ta sẽ rất khó khăn trong việc thiết kế cũng như kiểm tra inter-task communication trong một hệ thống.
Chính vì những nguyên nhân đó, khoảng đầu năm 1999 đã có một số nhóm nghiên cứu về phương pháp kết nối và trao đổi thông tin trong các SoC hiện tại và tương lai. Một trong những phương pháp được đề xuất đó là Network on Chip. Và thuật ngữ NoC cũng bắt đầu từ đây.
(*) "sốc" ở đây khác với "sốc thuốc" !
