SoC thường được sử dụng trong các ứng dụng nào sau đây?

Câu 49:

Trong SoC, việc tích hợp các thành phần chức năng như CPU, GPU, và các IP core khác thường được thực hiện trên nền tảng gì?

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Trong một System on Chip (SoC), các thành phần chức năng như CPU, GPU và các IP core khác được tích hợp trên một chip duy nhất, được sản xuất bằng công nghệ ASIC (Application-Specific Integrated Circuit). ASIC cho phép tùy chỉnh và tối ưu hóa phần cứng cho một ứng dụng cụ thể, giúp đạt hiệu suất cao và tiêu thụ năng lượng thấp.

FPGA (Field-Programmable Gate Array): Là một loại mạch tích hợp có thể lập trình được sau khi sản xuất. Tuy nhiên, nó thường không được sử dụng để tích hợp các thành phần phức tạp như CPU và GPU trong các ứng dụng thương mại lớn vì chi phí và hiệu suất không tối ưu bằng ASIC.
ASIC (Application-Specific Integrated Circuit): Là mạch tích hợp được thiết kế riêng cho một ứng dụng cụ thể. Đây là nền tảng chính để tích hợp các thành phần trong SoC.
PCB (Printed Circuit Board): Là bảng mạch in dùng để kết nối các thành phần điện tử, nhưng không phải là nơi tích hợp các thành phần như CPU, GPU.
MCU (Microcontroller Unit): Là một hệ thống nhỏ chứa CPU, bộ nhớ và các ngoại vi. Tuy nhiên, SoC có thể chứa nhiều MCU và các thành phần khác.

Câu 50:

Giao thức SPI (Serial Peripheral Interface) bao gồm bao nhiêu dây truyền thông cơ bản?

Lời giải:

Đáp án đúng: D

SPI (Serial Peripheral Interface) là một giao thức giao tiếp nối tiếp đồng bộ được sử dụng rộng rãi để kết nối các vi điều khiển với các thiết bị ngoại vi. SPI sử dụng 4 dây cơ bản cho việc truyền thông: 1. **MOSI (Master Output Slave Input):** Đường truyền dữ liệu từ master đến slave. 2. **MISO (Master Input Slave Output):** Đường truyền dữ liệu từ slave đến master. 3. **SCK (Serial Clock):** Xung clock được tạo ra bởi master để đồng bộ hóa việc truyền dữ liệu. 4. **SS/CS (Slave Select/Chip Select):** Đường chọn slave, cho phép master chọn slave nào để giao tiếp. Do đó, số lượng dây truyền thông cơ bản trong giao thức SPI là 4.

Câu 1:

Trong vi mạch số, loại vi mạch nào sử dụng sóng vuông để truyền tín hiệu?

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Trong vi mạch số, tín hiệu thường được biểu diễn và truyền dưới dạng sóng vuông, thể hiện hai trạng thái logic là 0 và 1. Các loại vi mạch TTL (Transistor-Transistor Logic), CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), ECL (Emitter-Coupled Logic) và BiCMOS (Bipolar CMOS) đều có thể sử dụng sóng vuông để truyền tín hiệu. Tuy nhiên, CMOS là loại phổ biến nhất và thường được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử hiện đại vì khả năng tiêu thụ điện năng thấp và mật độ tích hợp cao. Do đó, đáp án phù hợp nhất là B.

Câu 2:

Trong vi mạch bán dẫn, nguyên tắc "độc lập với công nghệ" (technology agnostic) ám chỉ gì?

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Nguyên tắc "độc lập với công nghệ" (technology agnostic) trong thiết kế vi mạch bán dẫn có nghĩa là thiết kế mạch có thể được thực hiện mà không cần phải quan tâm đến công nghệ sản xuất cụ thể nào. Điều này cho phép một thiết kế duy nhất có thể được triển khai trên nhiều công nghệ sản xuất khác nhau mà không cần sửa đổi đáng kể. Do đó, đáp án A là chính xác nhất. Các đáp án còn lại không phản ánh đúng ý nghĩa của nguyên tắc này: - B không đúng vì technology agnostic không nhất thiết phải sử dụng công nghệ mới nhất, mà là khả năng hoạt động trên nhiều công nghệ. - C không đúng vì technology agnostic tập trung vào thiết kế, không phải tối ưu hóa công nghệ sản xuất cho từng vi mạch. - D không đúng vì technology agnostic tạo ra sự linh hoạt, nhưng không trực tiếp ám chỉ việc chuyển đổi công nghệ khi cần thiết.

Câu 3:

Trong thiết kế vi mạch bán dẫn, điều gì quyết định đến hiệu suất và tiêu thụ năng lượng của vi mạch?

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Hiệu suất và tiêu thụ năng lượng của vi mạch bán dẫn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng quan trọng nhất là:

Công nghệ sản xuất sử dụng (D): Đây là yếu tố then chốt. Công nghệ sản xuất (ví dụ: tiến trình 7nm, 5nm, v.v.) quyết định kích thước tối thiểu của các linh kiện (transistor) trên chip. Kích thước càng nhỏ, transistor chuyển mạch càng nhanh (hiệu suất cao hơn) và tiêu thụ năng lượng càng ít.
Cấu trúc layout của vi mạch (C): Cách bố trí và kết nối các linh kiện trên chip cũng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và tiêu thụ năng lượng. Layout tốt giúp giảm thiểu độ dài đường dẫn tín hiệu, giảm điện dung ký sinh và cải thiện hiệu suất.
Số lượng linh kiện sử dụng (B): Số lượng linh kiện cũng ảnh hưởng đến hiệu suất và năng lượng tiêu thụ. Tuy nhiên, việc tăng số lượng linh kiện không phải lúc nào cũng cải thiện hiệu suất; nó còn phụ thuộc vào cách các linh kiện này được tổ chức và kết nối với nhau.
Nguyên tắc Moore (A): Đây không phải là yếu tố trực tiếp quyết định hiệu suất và tiêu thụ năng lượng, mà là một dự đoán về việc số lượng transistor trên một chip sẽ tăng gấp đôi sau mỗi 2 năm. Nó thúc đẩy sự phát triển của công nghệ sản xuất, từ đó gián tiếp ảnh hưởng đến hiệu suất và tiêu thụ năng lượng.

Vì vậy, công nghệ sản xuất (D) là yếu tố quyết định trực tiếp và quan trọng nhất, sau đó là cấu trúc layout (C).

Câu 4:

Tiêu chuẩn phòng sạch ISO áp dụng cho việc gì trong ngành công nghiệp vi mạch bán dẫn?

Lời giải: