Unter System on Chip, kurz SoC, versteht man die Integration sämtlicher oder ausgewählter Funktionen eines Systems auf einem Mikrochip. Früher gab es noch die Aufteilung zwischen Mikroprozessor und Mikrocontroller. Heutzutage befinden sich beide auf einem Chip, was vor allem die Leistung erhöht, Energie, Platz und damit Kosten einspart. Oftmals wird das SoC auch mit dem Prozessor eines Gerätes gleichgesetzt, es ist aber deutlich komplexer.
Wo ein SoC zu finden ist
SoC werden überall dort eingesetzt, wo wenig Platz für Hardware zur Verfügung steht, aber trotzdem eine hohe Systemleistung erzielt werden muss. Beispiele für Geräte mit einem SoC sind etwa Smartphones, Tablets oder Blu-ray-Player. In letzteren kommen sie zum Einsatz, um digitale Signale in analoge zu verwandeln, die vom Fernseher oder einer Stereoanlage wiedergegeben werden können.
Auch in der Industrie setzt man SoC ein, da in der Fertigung eine große Zahl an unterschiedlichen Sensoren zum Einsatz kommen. So finden sich SoC zum Beispiel sowohl bei der Erfassung von Maschinendaten als auch in der Automatisierungstechnik oder in der Automobilelektronik. Hierbei spielt vor allem ihre hohe Ausfallsicherheit eine große Rolle.
Baukastenprinzip und CPU-Unterstützung
In der Regel werden SoCs nicht komplett neu entwickelt, sondern aus bereits vorhandenen Komponenten zusammengesetzt. Dieses Baukastenprinzip kennt theoretisch keine Grenzen. Alle Funktionen eines Systems lassen sich auf einen SoC integrieren – von den genannten Prozessoren und Controllern über den Hauptprozessor (CPU, Central Processesing Unit) bis zum Arbeits- und Festplattenspeicher.
Die CPU ist quasi das Herzstück eines Rechners. Wenn der Hauptprozessor überlastet ist, geht mit dem Gerät nicht mehr viel. Ladezeiten verlängern sich oder Apps stürzen gleich ganz ab. Um das zu verhindern, werden einzelnen Funktionen auf die eingebauten SoC ausgelagert. Die sind dafür mit zusätzlichen Prozessoren ausgestattet, um die entsprechenden Funktionen ausführen zu können.
Formen des SoC
Der Ansatz eines „System on Chip“ unterscheidet sich von einem „System in Chip“. Während der SoC lediglich ein einziger Chip ist, auf dem alle Funktionen integriert sind, handelt es sich beim System in Chip um eine Sammlung verschiedener Chips, aus denen eine Baueinheit entsteht.
Immer häufiger implementiert man SoC auf programmierbaren Chips. Solche Implementationen sind auch als Field Programmable Gate Array (FPGA) bekannt. Der „System on a programmable Chip“ ist dazu da, komplexere Aufgaben zu bewerkstelligen, die große Datenmengen möglichst schnell verarbeiten müssen.
