¿Qué es un SoC?

Un System-on-Chip (SoC) es exactamente lo que dice su nombre: un sistema entero — CPU, memoria, periféricos, interconexión — integrado en un único silicio. Tu teléfono es un SoC. Una Raspberry Pi es un SoC sobre una PCB.

Los tres ingredientes

1. Uno o más procesadores: ARM Cortex-A, RISC-V, MicroBlaze en FPGA, etc.
2. Periféricos: UART, SPI, I²C, GPIO, controladores de DMA, temporizadores.
3. Un interconector: AMBA AXI4 y AXI4-Lite son los estándares de facto en la industria FPGA/ASIC.

flowchart LR
    CPU["CPU"] <--> AXI(["AXI<br/>Interconect"])
    Memoria["Memoria"] <--> AXI
    AXI <--> UART["UART"]
    AXI <--> GPIO["GPIO"]

AXI4 en un párrafo

AXI4 es un protocolo maestro/esclavo con cinco canales independientes: dirección de lectura, dirección de escritura, datos de lectura, datos de escritura y respuesta. Los cinco pueden operar en paralelo, lo que permite que una CPU emita lecturas mientras se completan escrituras anteriores.

AXI4-Lite es la versión simplificada: sin bursts, sin reordenamiento, ideal para registros de control de periféricos.

Por qué un SoC y no chips separados

• Ancho de banda interno — comunicación on-die es órdenes de magnitud más rápida que off-die.
• Consumo — mover bits a través del encapsulado cuesta energía.
• Espacio y coste — una sola pieza reemplaza decenas.

Relación con FPGAs

Los FPGAs modernos (Xilinx Zynq, Intel SoC FPGA) integran uno o varios ARM + lógica programable. Tu diseño VHDL se convierte en un periférico AXI más, hablando con la CPU como lo haría un UART.

Más lecciones vendrán — este módulo está en desarrollo.