峰高入云

CPU/MCU/FPGA/SoC 这些芯片究竟是啥?

1楼 峰高入云

  目前世界上有两种文明,一种是人类社会组成的的碳基文明,一种是各种芯片组成的硅基文明——因为几乎所有的芯片都是以单晶硅为原料制作的,芯片系统的总数比人类的数量还多出数十上百倍。芯片大家族里面也分各种不同类型的芯片,从古老的用电子管堆出来的成吨的逻辑门到现在的超级数据中心,电子技术的发展走过了一代又一代,到了今天,各种芯片更是百花齐放,芯片厂商百家争鸣。   可是,这么多芯片,按照功能分类,有专门用于计算的、有专门用于控制的、有专门用于存储的……按照集成电路规模分,有超大规模,大规模,和古老的中规模、小规模。而具体到了类型,又有CPU,SoC,DSP……有这么多的芯片,真的区分清除也是要花上一番功夫的,这篇文章就可以带领大家了解一些基础的、用来处理数据的集成电路芯片。   在这些专门用于处理数据的芯片中,最常用的就是由微处理器构成的微处理器系统,小到一块单片机,大到数据中心的几十路几十核地表最强处理器,都是由简单的微处理器系统发展而来,微处理器是应用最广泛的芯片。首先了解微处理器及微处理器系统,对接下来了解各种芯片及控制系统的很有帮助。   微处理器系统   微处理器系统,囊括了各种类型的计算机,微控制器/单片机。世界上的微处理器系统的总数比人类总数还多得多。它的基本工作原理是用程序控制系统的行为。   微处理器系统的基本操作过程是中央处理器(Central Processing Unit, CPU)不断地从存储器取指并执行,实现对系统的全面管理。   一、CPU结构和功能CPU的结构:   ▲图:CPU的结构   1) 控制器:完成指令的读入、寄存、译码和执行。   2) 寄存器:暂存用于寻址和计算过程的产生的地址和数据。   3) I/O控制逻辑:负责CPU中与输入/输出操作有关的逻辑。   4) 算数逻辑运算单元(Arithmetic & Logic Unit, ALU):运算器核心,负责进行算术运算、逻辑运算和移位操作,用来进行数值计算和产生存储器访问地址。   CPU的功能:   1) 与存储器之间交换信息。   2) 和I/O设备之间交换信息。   3) 为了使系统正常工作而接收和输出必要的信号,如复位信号、电源、输入时钟脉冲等。   二、微处理器系统的结构   ▲图:微处理器系统的结构   1) CPU的外部特征就是数量有限的输入输出引脚。   2) 数据总线:  目前世界上有两种文明,一种是人类社会组成的的碳基文明,一种是各种芯片组成的硅基文明——因为几乎所有的芯片都是以单晶硅为原料制作的,芯片系统的总数比人类的数量还多出数十上百倍。芯片大家族里面也分各种不同类型的芯片,从古老的用电子管堆出来的成吨的逻辑门到现在的超级数据中心,电子技术的发展走过了一代又一代,到了今天,各种芯片更是百花齐放,芯片厂商百家争鸣。   可是,这么多芯片,按照功能分类,有专门用于计算的、有专门用于控制的、有专门用于存储的……按照集成电路规模分,有超大规模,大规模,和古老的中规模、小规模。而具体到了类型,又有CPU,SoC,DSP……有这么多的芯片,真的区分清除也是要花上一番功夫的,这篇文章就可以带领大家了解一些基础的、用来处理数据的集成电路芯片。   在这些专门用于处理数据的芯片中,最常用的就是由微处理器构成的微处理器系统,小到一块单片机,大到数据中心的几十路几十核地表最强处理器,都是由简单的微处理器系统发展而来,微处理器是应用最广泛的芯片。首先了解微处理器及微处理器系统,对接下来了解各种芯片及控制系统的很有帮助。   微处理器系统   微处理器系统,囊括了各种类型的计算机,微控制器/单片机。世界上的微处理器系统的总数比人类总数还多得多。它的基本工作原理是用程序控制系统的行为。   微处理器系统的基本操作过程是中央处理器(Central Processing Unit, CPU)不断地从存储器取指并执行,实现对系统的全面管理。   一、CPU结构和功能CPU的结构:   ▲图:CPU的结构   1) 控制器:完成指令的读入、寄存、译码和执行。   2) 寄存器:暂存用于寻址和计算过程的产生的地址和数据。   3) I/O控制逻辑:负责CPU中与输入/输出操作有关的逻辑。   4) 算数逻辑运算单元(Arithmetic & Logic Unit, ALU):运算器核心,负责进行算术运算、逻辑运算和移位操作,用来进行数值计算和产生存储器访问地址。   CPU的功能:   1) 与存储器之间交换信息。   2) 和I/O设备之间交换信息。   3) 为了使系统正常工作而接收和输出必要的信号,如复位信号、电源、输入时钟脉冲等。   二、微处理器系统的结构   ▲图:微处理器系统的结构   1) CPU的外部特征就是数量有限的输入输出引脚。   2) 数据总线:

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1楼 发布于:8月前   |   查看数:0   |   回复数:1
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