SoC (System on a Chip - système sur une puce)

SoC (System on a Chip - système sur une puce)

Faire fonctionner le noyau GNU/Linux sur la plus grande quantité de composant matériel possible est un perpétuel défi. Une partie de ce travail se retrouve au sain de projet tel qu'OpenWrt, mais aussi au sein des entreprises qui développement, construisent ou vendent ces matériels spécifique. Grace a ce travail continue, ces nouvelles compatibilités sont étendu à autant de matériel que possible afin de devenir indispensable au noyau GNU/Linux et finissent par en faire complètement partie.

Bien qu'aujourd'hui nous considérons les fonctionnalités sans fil (Wifi, Bluetooth, ...) comme faisant indispensable, et nous entourant, au début de ces technologies, c'était une vrai plaie. Au début du standard IEEE 802.11, l'étendu des possibilités excitait tout le monde. MAIS la disponibilité des pilotes pour le noyau GNU/Linux était très pauvre, si bien qu'une grande majorité des fonctionnalités étaient tout simplement inexistante. C'est toujours le cas pour certain matériel sans fil vendu dans le commerce. Peut importe sa puissance et sa beauté, les pilotes GNU/Linux n'offre pas plus.

Depuis sa création, OpenWrt est principalement développé pour les matériels CPE, tel que les routeurs ou les NAS, et une part importante du temps s'est concentré sur le support de la norme IEEE 802.11 en tant que possible extension. Sachant cela, le premier matériel supporté (Linksys WRT54G) a été vendu plus de 400 000 fois au cours du premier mois. C'est encourageant de voir que le travail abattu par le projet OpenWrt a eu un impact plus que positif.

Entreprises

La plus part des fabricant de SoC mettent sous licence propriétaire le noyau IP (matériel et/ou logicielle). Pour certain le design du CPU issue d'une base tel que MIPS ou ARM qu'ils associent avec un noyau IP (auto-développé ou en payant une licence propriétaire) (matériel et/ou logicielle) pour le DSP, le sans-fil, le VoIP, le son, les switch, et plein d'autres fonctionnalités et passent commande pour ces puces à des fondeur de semi-conducteur. Ces puces, SoC, sont ensuite achetés par différents fabricant de routeur. De ce fait, le dernier design de PCB, pour n'importe quelle solution, propose donc ces nouvelles puces (Soc, RAM, Flash) soudé dessus.

Company	CPU				IP for Mixed-signal integrated circuit
	Intruction set license for			own IP	wired			optical	wireless
	MIPS	ARM	Power Architecture	other	Ethernet	DSL	DOCSIS	?	802.11	WiMAX	LTE
Broadcom	MIPS32, MIPS64	ARMv6, ARMv7, ARMv8			✔	✔	✔		✔
Marvell (Intel)		ARMv5 (XScale, Sheeva), ARMv6, ARMv7			✔				✔
Qualcomm (Atheros, ZyDAS)	MIPS32	ARMv5, ARMv6, ARMv7		Ubicom32, Ubicom64	✔				✔
MediaTek (Ralink)	MIPS32	ARMv5, ARMv6, ARMv7			✔	✔			✔
Lantiq (Infineon, Texas Instruments)	MIPS32				✔	✔			✔
Samsung		ARMv4, ARMv5, ARMv6, ARMv7
Texas Instuments		ARMv5, ARMv6, ARMv7		TMS320	✔
Ikanos (Conexant, Analog Devices)	MIPS32, Lexra	ARMv5, ARMv6				✔
Realtek	Lexra, MIPS32				✔	✔			✔
Intel (Digital Equipment Corporation) (Texas Instruments)		ARMv4 (StrongARM), ARMv5 (XScale), ARMv6		x86, x86-64, IA-64	✔		✔		✔
AMD	MIPS32, MIPS64	ARMv8?		x86, x86-64
Apple		ARMv7
Cavium Networks	MIPS32, MIPS64	ARMv4
Vitesse Semiconductor
Applied Micro Circuits Corporation		ARMv8	✔
Maxim Integrated
Freescale Semiconductor		ARMv5, ARMv6, ARMv7	✔	Motorola 68000
Allwinner Technology		ARMv5, ARMv7
Renesas Electronics	MIPS64	ARMv7		SuperH ,M32R
Sony	MIPS?		✔
Toshiba	MIPS?

2002-04-29: AMD Adopts MIPS Technologies’ 64-BIT Architecture

Exemples de produit avec des SoC exotiques

Cavium CNS1202: Cisco RVS4000 v2
Mindspeed Comcerto-SoC: ZyXEL NBG5715
Qualcomm Ubicom32: D-Link DIR-657 HD Media Router 1000
Conexant/Ikanos CX94610-11Z: Xavi 7968
Freescale MPC85xx PowerQUICC III P1014@800MHz TP-Link TL-WDR4900 v1, v1.3

Support GNU/Linux

Maintenant que nous avons découvert ces entreprise qui détiennent les licences des semi-conducteurs IP, regardons la disponibilité du support de ces produits dans les grandes lignes du noyau GNU/Linux ou dans le noyau GNU/Linux d'OpenWrt. Nous ne nous soucierons pas de ce qu'il se passe dans le noyau GNU/Linux d'Android ou d'autre noyau GNU/Linux sauvagement modifié (ou plus mis à jour).

TODO

For mainlined Linux kernel-drivers for the

IEEE 802.3 (Ethernet) cf. ?
- E.g. BCM63xx codebase with GPL'd Ethernet and USB support proves, that sometimes FOSS drivers for Ethernet NICs are not available.
IEEE 802.11 cf. Comparison of open-source wireless drivers and http://wireless.kernel.org/en/users/Drivers
DSL is a Layer1 protocol; as Layer2 protocol usually ATM is employed. Cf. PPPoEoA vs. PPPoE to PPPoA. Long story short, we require support for ATM in the Linux kernel:
- /net/atm/Kconfig
- Documentation/atm.txt
For the Lantiq xDSL support cf. soc.lantiq. Any better sources?
FOSS support for the Broadcom DSL-IP does not exist.
FOSS support for the Ikanos/Conexant DSL-IP does not exist.

Platformes

Chaque platforme différente d'OprnWrt représente une disposition particulière de matériel qui se partagent des fonctionnalités communes, comme faire partie de la famille d'un SoC. Le design de ce SoC dépendant de l'entreprise qui a conçu ce semi-conducteur, une famille de SoC peut être entièrement dépendant de blocs IP qui sont correctement supporté, peut être déjà dans les grandes lignes du noyau. Mais il peut aussi contenir des blocs IP nouveau et dont les fonctionnalités sont pauvre et qui ne seront jamais entièrement supporté dans le noyau GNU/Linux. Ou contenant des blocs IP complètement supporté dans le noyau GNU/Linux.