CPU、MCU、FPGA、SoC芯片.doc

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1、CPU、MCU、FPGA、SoC芯片　　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。　　CPU、MCU、FPGA、SoC芯片　　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

2、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。　　CPU、MCU、FPGA、SoC芯片　　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

3、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。　　CPU、MCU、FPGA、SoC芯片　　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，

4、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

5、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（CentralProcessingUnit,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

6、有关的逻辑。　　4)算数逻辑运算单元（Arithmetic&LogicUnit,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：用于CPU和存储器或I/O接口之间传送数据，双向通信；数据总线的条数决

7、定了CPU和存储器或I/O设备一次最多能交换数据的位数，是微处理器的位数的判据，例如：Intel386DX、ARMCortex-M3是32位微处理器；Intel采用了IA-64架构的处理器、PowerPC970是64位处理器；类似地，还有更加古老的8位、16位处理器等。　　3)地址总线：CPU通过地址总线输出地址码用以选择某一存储单元或某一成为I/O端口的寄存器，单向通信；地址总线的条数决定了地址码的位数，进而决定了存储空间的大小，例如：地址总线宽度（条数）为8，则可以标记2=256个存储单元，若每个存储单元的字长为8bit，则最大

8、可以接入系统的存储空间为256kB。　　4)控制总线：用来传送自CPU发出的控制信息或外设送到CPU的状态信息，双向通信。　　微处理器系统的程序设计语言：程序设计语言（ProgrammingLanguage），又称为编程