MOV R0,#10\nMOV R1,#20\nADD R2,R1,R0\nADD R2,R2,#5

1. le fichier contenant le programme  (exécutable) est copié dans la mémoire RAM, à une certaine adresse a;
   
   
2. le système d'exploitation écrit la valeur a dans le registre IP (instruction pointer).

• l'ensemble de la mémoire allouée par le système pour l'exécution de ce programme (ce qui inclut le code exécutable copié en mémoire et toutes les données manipulées par le programme, sur la pile ou dans le tas;
  
  
• l'ensemble des ressources utilisées par le programme (fichiers ouverts, connexions réseaux, etc.);
  
  
• les valeurs stockées dans tous les registres du processeur.

1. Le programme «traitement de texte» est en cours d'exécution (l'utilisateur saisit du texte qui est affiché à l'écran, sauvegarde dans un fichier, etc.).
   
   
2. Une interruption d'horloge se déclenche.
   
   
3. Le code du gestionnaire d'interruption est appelé. Il reçoit en argument les valeurs qu'ont tous les registres avant le déclenchement de l'interruption (donc tout l'état «interne» du traitement de texte).
   
   
4. Le gestionnaire d'interruption sauvegarde ces registres à un endroit particulier de la mémoire.
   
   
5. Il choisit dans la liste des processus un autre processus, par exemple celui correspondant au  navigateur web.
   
   
6. Il restaure les valeurs de tous les registres du processeur qu'il a sauvegardées la dernière fois qu'il a interrompu le navigateur web. Parmi ces registres sauvegardés, il y a notamment IP, l'adresse de la prochaine instruction à exécuter. Elle pointait alors vers une instruction du programme «navigateur web».
   
   
7. Le gestionnaire d'interruption rend la main. La prochaine instruction à exécuter est celle du processus navigateur web, qui reprend son exécution, jusqu'à ce qu'il soit mis en pause par la prochaine interruption d'horloge.

• enregistrer_micro: acquiert la carte son en accès exclusif (pour accéder au micro) et écrit les sons enregistrés sous un certain format (par exemple mp3 ou wav) sur sa sortie standard et s'arrête lorsqu'il a écrit l'équivalent de 10 secondes de son.
  
  
• jouer_son: acquiert la carte son en accès exclusif (pour accéder au haut-parleur) et joue le contenu qu'il reçoit sur son entrée standard.

• le processus de jouer_son attend que la carte son soit libre pour progresser et lire son entrée standard;
  
  
• le processus d'enregistrer_micro attend que quelqu'un consomme son entrée standard pour progresser et libérer la carte son.

1. Exclusion mutuelle: au moins une ressource du système doit être en accès exclusif.
   
   
2. Rétention et attente: un processus  détient une ressource et demande une autre ressource détenue par un autre processus.
   
   
3. Non préemption: une ressource ne peut être rendue que par un processus qui la détient (et ne peut pas être «préemptée» ou acquise de force par un autre processus).
   
   
4. Attente circulaire: l'ensemble des processus bloqués P₁,...,P_n sont tels que P₁ attend une ressource tenue par P2,...,Pn  et P2,...,Pn attend une ressource détenue par P1.

• acquisition d'un verrou associé au buffer;
  
• écriture de tous les caractères dans le buffer;
  
• arrivé au retour chariot, envoyer le contenu du buffer dans la console, puis le vider;
• relacher le verrou.
  

• P1 acquiert A (étape 1) puis est interrompu.
• P2 acquiert B (étape 1) puis est interrompu.
  
• P3 acquiert C (étape 1) puis est interrompu.
  
• P1 tente d'acquérir B, sa LED  secondaire (étape 2). Il est bloqué car B est tenue par P2.
• P2 tente d'acquérir C (étape 2). Il est bloqué car C est tenue par P3.
  
• P3 tente d'acquérir A (étape 2). Il est bloqué car A est tenue par P1.
  

• une unité arithmétique et logique,
• une unité de contrôle, 
• la mémoire de l'ordinateur 
• et les périphériques d'entrée-sortie.

• L'unité arithmétique et logique (Arithinetic Logic Unit en anglais ou ALU) est uu circuit électronique qui  effectue à la fois des opérations arithmétiques et des opérations sur les bits de nombres entiers en binaire.
  
  
• L'unité de contrôle {Control Unit en anglais ou CT) joue le rôle de chef d'orchestre de l'ordinateur. C'est ce composant qui se charge de récupérer en mémoire la prochaine instruction à exécuter et les données sur lesquelles elle  doit opérer, puis les envoie à l'unité arithmétique et logique.

• La mémoire vive ou volatile est. celle qui perd son contenu dès que l'ordinateur est éteint. Les données stockées dans la mémoire vive d'un ordinateur peuvent être lues, effacées ou déplacées comme on le souhaite. Le principal avantage de cette mémoire est la rapidité d'accès aux données qu'elle contient, quel que soit l'emplacement mémoire de ces données. On parle souvent de mémoire RAM en anglais, pour Random-Access Memory.
  
  
• La mémoire non volatile est celle qui conserve ses données quand on coupe l'alimentation électrique de l'ordinateur. Il existe plusieurs types de telles mémoires.
  Par exemple, la ROM, pour Read-Only Memory en anglais, est une mémoire  non modifiable qui contient habituellement des données nécessaires au démarrage d'un ordinateur ou tout autre information dont l'ordinateur à besoin pour fonctionner. La mémoire Flash est un autre exemple de mémoire non volatile. Contrairement à la ROM, cette mémoire est modifiable (un certain nombre de fois) et les informations qu'elle contient sont accessibles de manière uniforme. Contrairement à la RAM, ces mémoires sont souvent beaucoup plus lentes, soit pour lire les données, soit pour les modifier.     

• les dispositifs de saisie comme les claviers ou les souris,
• les manettes de jeu, les lecteurs de code-barres,
• les scanners, les appareils photos numériques, les webcams, etc. 
  

• les écrans et vidéo-projecteurs.
• les imprimantes,
• les haut-parleurs, etc.
  

• les lecteurs de disques (CD, Blue Ray, etc), 
• les disques durs, les clés USB ou les cartes SD,
• les cartes réseaux (modems), etc.
  

• Le modèle SIMD (pour Single Instruction Multiple Data). Il s'agit d'une architecture avec un seul CPU où une instruction peut être appliquée en parallèle à plusieurs données, pour produire plusieurs résultats en même temps.
  
  
• Le modèle MIMD (pour Multiple Instructions Multiple Data). Il s'agit d'une architecture dotée de plusieurs CPU qui exécutent chacun un programme, de manière indépendante, sur des données différentes.

• acquisition de données (grandeurs physiques),
• contrôle d'un processus (actions mécaniques ou électroniques),
• contraintes de temps. 

• il récupère la vitesse de la voiture via un capteur externe branché à l'un de ses ports d'entrée;
• il est en charge de contrôler l'accélération ou le freinage automatique du véhicule pour conserver la vitesse définie par le conducteur et pour cela il envoie des ordres à des actionneurs, externes également, reliés à ses ports de sortie;
• il est soumis à des contraintes temporelles (temps de réponse) très fortes pour garantir la sécurité des passagers.

• ROM (Read-Only Memory), désigne une mémoire dont le contenu est enregistré à la construction de la mémoire et ne peut être que lu.
  
  
• EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Onty Memory), désigne une mémoire dont le contenu peut être écrit et effacé plusieurs fois. L'accès en lecture/écriture est assez lent, mais on peut effacer et écrire son contenu octet par octet.
  
  
• FLASH, désigne un type de mémoire similaire à l'EEPROM mais avec un accès très rapide en lecture et (un peu moins) rapide en écriture.

• Les Timers sont utilisés pour la gestion du temps. Ils servent à déclencher une action au bout d'un laps de temps t. Ceci est réalisé à l'aide d'un compteur, initialisé à t, qui est décrémenté à chaque cycle d'horloge. L'action est déclenchée quand la valeur du compteur atteint 0.
  
  
• Les modules de capture de signaux permettent de récupérer la valeur d'un timer au moment où un événement extérieur se déclenche, par exemple quand un signal d'entrée change d'état.
  
  
• Les convertisseurs Analogique/Numérique permettent de transformer une valeur de tension analogique en un nombre binaire.
  
  
• Les modules de communication permettent de faire communiquer les microcontroleurs entre eux.

• Un CPU avec jeu d'instructions RISC avec des registres de 8 bits et des instructions codées sur 16 bits.
  
  
• Une mémoire programme de type FLASH dont la capacité peut aller jusqu'à 128 Ko (même si, en théorie, une  capacité de 2Mo est possible).
  
  
• Un bus de communication vers la mémoire programme sur 21 bits d'adressage (permet donc d'accéder jusqu'à 2 Mo de mémoire) et 16 bits de large pour récupérer en un cycle une instruction sur 16 bits.
  
  
• Une horloge pouvant être cadencée jusqu'à 64 MHz.
  
  
• Une mémoire de données de type SRAM (Static RAM) de 4 ko. Il s'agit d'un type de mémoire RAM qui ne nécessite pas de rafraîchissement pour maintenir ses informations.
  
  
• Un bus de communication sur 12 bits d'adressage et 8 bits de données.
  
  
• Jusqu'à 5 ports d'entrée-sortie bidirectionnels.
  
  
• Des périphériques comme des timers, des modules de capture de signaux, des convertisseurs A/N (Analogique Numérique) et des modules de communication.

• Un bus haute performance est dédié à l'échange d'information entre le microprocesseur (CPU), les processeurs dédiés à une tâche particulière comme les processeurs graphique (GPU) et les différents composants mémoire.
  
  
• Un deuxième bus est utilisé pour la communication avec les périphériques plus lents. Ce bus est relié au bus rapide via un pont de communication qui met en œuvre un protocole d'échange.

• Accès en lecture. Un défaut de cache va provoquer un chargement des données de la mémoire centrale vers le cache, puis les données seront ensuite envoyées au CPU. Ce chargement nécessite de libérer de l'espace dans le cache pour accueillir les nouvelles données. Le choix de cet espace n'est pas anodin car le CPU pourrait avoir besoin de son contenu quelques instructions  après. La politique de remplacement mise en œuvre dans une mémoire cache est donc un point important de son efficacité.
  
  
• Accès en écriture. Si le cache ne contient pas la partie de la mémoire dans laquelle le CPU souhaite écrire, il commence par la charger puis elle est modifiée dans le cache. Pour qu'il y ait une cohérence entre la mémoire dans le cache et la mémoire centrale, une politique d'écriture est mise en place. Là encore, le choïx de cette politique a une grande influence sur l'efficacité du SoC.

• Une unité de calcul pour nombres flottants (FPU) simple où double précision.
  
  
• Un circuit dédié aux opérations sur les matrices, par exemple pour accélérer les algorithmes d'apprentissage automatique (en anglais Machine Learning — ML) très utilisés par les applications d'intelligence artificielle. Ce circuit peut par exemple exploiter les possibilités de parallélisation des opérations sur ces structures.
  
  
• Un composant pour la sécurité qui implémente des opérations élémentaires pour accélérer les algorithmes cryptographiques.

• des modems (2G/3G/4G),
• des circuits radio (WiFi, Bluetooth),
• une puce GPS,
• des ports d'entrée-sortie (USB, Ethernet, HDMI, Audio), des capteurs (CCD).
  

• Énergie. Il est admis qu'une grande partie de la consommation électrique d'un circuit est liée au câblage (et donc au transport) entre les composants. Comme tous les composants d'un SoC sont connectés entre eux sur des distances très petites, et de manière interne sans câblage énergivore, les gains sont très importants. Cette faible consommation énergétique implique aussi une très faible perte de chaleur qui évite de recourir à un ventilateur pour refroidir la puce. Les SoC sont donc silencieux.
  
  
• Coût. Le prix d'un système sur puce est très petit si on le compare à celui d'une carte mère rassemblant les mêmes composants. Ceci s'explique d'une part par son coût de production, très bas, résultant de la forte automatisation du processus de fabrication des puces de l'industrie du hardware et, d'autre part, par des volumes de production importants.
  
  
• Sécurité. Le circuit d'un SoC est conçu de manière globale, tant pour la partie hardware que pour celle du micro-logiciel (en anglais firmware), c'est-à-dire des programmes intégrés dans les différents composants qui leur permettent d'assurer leurs fonctions. Cette vue d'ensemble du système, sans aucune possibilité d'ajouter ou changer les composants, est un avantage important pour garantir la sécurité du système.

• Un CPU disposant d'un jeu d'instructions RISC et de registres de 64 bits. Il contient six cœurs dont deux rapides (2.65GHz) et quatre plus lents (1.8GH2), ces derniers étant plus économes en énergie. Les cœurs rapides intègrent un module (AMX) pour accélérer les opérations de Machine Learning comme les multiplications de matrices. Ensemble, ces modules sont capables d'effectuer 1000 milliards d'opérations 8 bits par seconde.
  
  
• Un processeur graphique (GPU) avec quatre cœurs pour toutes les opérations 3D.
  
  
• Un processeur avec huit cœurs, appelé Neural Engine, qui s'occupe de tous les traitements d'informations et calculs liés à l'intelligence artificielle, pour la reconnaissance faciale et la réalité augmentée notamment. 
  
  
• Un module spécialisé pour les opérations cryptographiques (AES).
  
  
• Une capacité mémoire de 4Go de RAM, directement sur la puce.