四個(gè)常用的集成電路淺析

ASIC--專用集成電路

ASIC原本就是專門為某一項(xiàng)功能開發(fā)的專用集成芯片，比如攝像頭里面的芯片，小小的一片，集成度很低，成本很低，可是夠用了。一個(gè)低端攝像頭價(jià)格很 便宜，買一片ARM費(fèi)用就不可同日而語了。后來ASIC發(fā)展了一些，稱為半定制專用集成電路，相對來說更接近FPGA，甚至在某些地方，ASIC就是個(gè)大概念，F(xiàn)PGA屬于ASIC之下的一部分。

FPGA--現(xiàn)場可編程門陣列

FPGA基本就是高端的CPLD，兩者非常接近。以CYCLONE系列FPGA為例，這種器件是用邏輯門來表述性能的。本身他就是一堆的邏輯門，通過硬件描述語言，比如verilogHDL把它轉(zhuǎn)成電路連接，從最基本的邏輯門層面上連接成電路（參見數(shù)字電路書上的全加器、觸發(fā)器）。應(yīng)該說，雖然看起來像一塊CPU，其實(shí)是完全硬件實(shí)現(xiàn)的。后來因?yàn)閷懘a麻煩，對控制部分比較薄弱，本來跟其他CPU配合使用，即麻煩的算法CPU提交給FPGA，F(xiàn)PGA算完把結(jié)果再返回給CPU?？墒沁@樣外圍電路就變得麻煩。于是提出了SOC設(shè)計(jì)方法，就是直接在FPGA里寫一個(gè)CPU出來，既然FPGA萬能，做個(gè)CPU自然毫無壓力。這其中還有軟核和硬核的區(qū)別，不過除了性能，使用方法大同小異。所謂IP核，就是把各種專用集成電路用硬件描述語言描述，然后燒到FPGA里形成專門的電路，這樣就不必另外搭芯片了，所有的電路在一片F(xiàn)PGA里面形成。

DSP--數(shù)字信號(hào)處理器

DSP實(shí)際應(yīng)該稱為DSPs，即用于DSP處理的專用芯片。跟普通計(jì)算機(jī)的區(qū)別一方面是：它是哈佛結(jié)構(gòu)的，也就是數(shù)據(jù)和程序空間分開。（普通計(jì)算機(jī)是馮諾依曼結(jié)構(gòu)）另一方面它有流水線結(jié)構(gòu)，不過現(xiàn)在其它也有了，見賢思齊。再一方面它有專用的硬件算法電路，用以完成DSP運(yùn)算，比如最基本的乘法累加。上過DSP的就知道，蝶形算法FFT等，拆成最基本單元就是乘法累加，把這部分加速了，整體性能就有非常大的提高。DSP對于流媒體的處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)的優(yōu)于通用CPU。所以現(xiàn)在手機(jī)CPU，至少語音部分都是用DSP的。后來DSP概念也復(fù)雜化，各家都把一個(gè)控制核心整合到DSP里面，比如現(xiàn)在的智能手機(jī)芯片?？梢钥匆幌?a href="http://ttokpm.com/tags/高通/" target="_blank">高通或者TI的片，基本是一個(gè)ARM核控制整體運(yùn)算，一個(gè)DSP處理語音編解碼，一個(gè)GPU負(fù)責(zé)圖像運(yùn)算，一個(gè)基帶和天線處理模塊負(fù)責(zé)通信，再加一些其它集成電路比如GPS模塊。

MCU--微控制器

單片機(jī)就是一個(gè)百搭的通用CPU，提供各種接口來對整體進(jìn)行控制，相當(dāng)一個(gè)總調(diào)度，當(dāng)然，簡單的功能一片CPU獨(dú)立工作也就完成了。原來的51系列就是一堆IO口，后來慢慢的把常用的PWM,AD之類的功能加入了單片機(jī)。主要包括用了無數(shù)年仍然是各大學(xué)必教的51系列，還有AVR,PIC,ARM，HOTEK等等。其實(shí)ARM9以后，已經(jīng)說不清ARM算哪類了，目前的架構(gòu)來看，更接近DSP。

總之，現(xiàn)在各種東西都取長補(bǔ)短大融合，所以只要選擇自己需要用的就好，沒必要強(qiáng)求分類。