談談IC、ASIC、SoC、MPU、MCU、CPU、GPU、DSP、FPGA、CPLD

IC (integrated circuit) 集成電路：微電路、微芯片、芯片；集成電路又分紅：模擬集成電路（線性電路）、數字集成電路、數/模混合集成電路；

模擬集成電路：產生、放大、處理各類模擬信號（幅度隨時間變化的信號）；

數字集成電路：產生、放大、處理各類數字信號（時間和幅度上離散取值的信號）；

集成電路按用途分紅：專用集成電路（ASIC）、通用集成電路；

ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 專用集成電路：是指應特定用戶要求和特定電子系統的須要而設計、製造的集成電路。 目前用CPLD（複雜可編程邏輯器件）和 FPGA（現場可編程邏輯陣列）來進行ASIC設計是最爲流行的方式之一，它們的共性是都具備用戶現場可編程特性，都支持邊界掃描技術，但二者在集成度、速度以及編程方式上具備各自的特色。ASIC是對特定算法定製的芯片，因此效率是最高的，可是一旦算法改變，芯片就沒法使用。

現代ASIC常包含整個32-bit處理器,相似ROM、RAM、EEPROM、Flash的存儲單元和其餘模塊. 這樣的ASIC常被稱爲SoC(片上系統)。

SoC (System On Chip) 片上系統：MCU只是芯片級芯片，SOC是系統級芯片，它既像MCU那樣有內置RAM，ROM的同時，又像MPU那樣強大的不僅僅是放簡單的代碼，而是能夠放系統級代碼，也就是說能夠運行操做系統。將MCU集成化與MPU強處理力各優勢二合一。

MPU (Microprocessor Unit)微處理器：微機中的中央處理器（CPU）稱爲微處理器（MPU），是構成微機的核心部件，也能夠說是微機的心臟。它起到控制整個微型計算機工做的做用，產生控制信號對相應的部件進行控制，並執行相應的操做。在微機中，CPU被集成在一片超大規模集成電路芯片上，稱爲微處理器（MPU），微處理器插在主板的cpu插槽中。一般所說的16位機、32位機是指該計算機中微處理器內部數據總線的寬度，也就是CPU可同時操做的二進制數的位數。目前經常使用的CPU都是64位的，即一次可傳送64位二進制數。微處理器的功能結構主要包括:運算器、控制器、寄存器三部分：運算器的主要功能就是進行算術運算和邏輯運算。控制器是整個微機系統的指揮中心，其主要做用是控制程序的執行。包括對指令進行譯碼、寄存，並按指令要求完成所規定的操做，即指令控制、時序控制和操做控制。寄存器用來存放操做數、中間數據及結果數據。

MCU (Microcontroller) 單片機 ：包括了CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業控制領域普遍應用。

CPU(Central Processing Unit) 中央處理器：做爲計算機系統的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的最終執行單元。CPU 自產生以來，在邏輯結構、運行效率以及功能外延上取得了巨大發展。

GPU( Graphics Processing Unit) 圖像處理器、又稱顯卡：GPU和CPU的工做流程和物理結構大體是相似的，相比於CPU而言，GPU的工做更爲單一。在大多數的我的計算機中，GPU僅僅是用來繪製圖像的。若是CPU想畫一個二維圖形，只須要發個指令給GPU，GPU就能夠迅速計算出該圖形的全部像素，而且在顯示器上指定位置畫出相應的圖形。因爲GPU會產生大量的熱量，因此一般顯卡上都會有獨立的散熱裝置。

DSP(Digital Signal Processer) 數字信號處理器：DSP 芯片即指可以實現數字信號處理技術的芯片。 DSP芯片是一種快速強大的微處理器，獨特之處在於它能即時處理資料。 DSP 芯片的內部採用程序和數據分開的哈佛結構，具備專門的硬件乘法器，能夠用來快速的實現各類數字信號處理算法。 在當今的數字化時代背景下， DSP 己成爲通訊、計算機、消費類電子產品等領域的基礎器件。

FPGA（Field Programmable Gate Array）是在PAL、GAL等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是做爲專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定製電路而出現的，既解決了定製電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。FPGA 的基本結構包括可編程輸入輸出單元，可配置邏輯塊，數字時鐘管理模塊，嵌入式塊RAM，佈線資源，內嵌專用硬核，底層內嵌功能單元。因爲FPGA具備佈線資源豐富，可重複編程和集成度高，投資較低的特色，在數字電路設計領域獲得了普遍的應用。FPGA的設計流程包括算法設計、代碼仿真以及設計、板機調試，設計者以及實際需求創建算法架構，利用EDA創建設計方案或HD編寫設計代碼，經過代碼仿真保證設計方案符合實際要求，最後進行板級調試，利用配置電路將相關文件下載至FPGA芯片中，驗證明際運行效果。

 

 

CPU和GPU都是通用型芯片；FPGA屬於半定製的，可重複編程的芯片；->也就是說這些芯片適合進行算法驗證調試用，方便修改。

 

FPGA和CPU的區別在於：FPGA偏並行，CPU偏串行。複雜算法用硬件實現過程很難，可是性能很高效，這要取捨。對於複雜的系統，在於合理的軟、硬件劃分，由CPU（或DSP）和硬件電路（FPGA）合做完成系統功能是很是必要的。FPGA在通訊行業的應用比較普遍。

 

DSP和標準處理器(CPU\GPU)有不少相似的地方，可是主要的區別DSP其採用了哈佛結構，而不是馮諾依曼結構。主要用來處理數字信號的，不強調人機交互，不須要通訊接口。簡單來講CPU偏控制、DSP偏運算。

 

FPGA是‘門’構成的，也就是與非等等；而DSP則是一個處理器；FPGA具備更好的開拓性；此外fpga的dsp builder已經能夠在fpga上定作dsp。

FPGA適用於系統高速取樣速率（≥幾MHZ）、高數據率、框圖方式編程、處理任務固定或重複、使用定點。） 適合於高速採樣頻率下，特別是任務比較固定或重複的狀況以及試製樣機、系統開發的場合。FPGA適合用於處理重複的、單純的、並行計算的工做。

DSP適用於系統較低取樣速率、低數據率、多條件操做、處理複雜的多算法任務、使用C語言編程、系統使用浮點。）適合於較低採樣速率下多條件進程、特別是複雜的多算法任務。

如今經常使用的軟件無線電平臺就是利用FPGA+DSP+ARM的結構，FPGA主要對高速數據進行預處理，下降數據的速率，而後將數據送給DSP，去實現複雜的算法，ARM主要用來作顯示控制。

 

CPLD(Complex Programmable Logic Device)複雜可編程邏輯器件，是從PAL和GAL器件發展出來的器件，相對而言規模大，結構複雜，屬於大規模集成電路範圍。是一種用戶根據各自須要而自行構造邏輯功能的數字集成電路。其基本設計方法是藉助集成開發軟件平臺，用原理圖、硬件描述語言等方法，生成相應的目標文件，經過下載電纜（「在系統」編程）將代碼傳送到目標芯片中，實現設計的數字系統。

CPLD更適合完成各類算法和組合邏輯，FPGA更適合於完成時序邏輯。CPLD能夠實現的功能比較單一，適合純組合邏輯。所以在進行IC設計的原型驗證或者設計中包含了複雜的協議處理，或者設計中使用大量的時序元件時通常選用FPGA器件。也就是說FPGA能夠適應當前技術發展中高密度集成的各類設計。

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GPU和CPU的區別；

計算機體系結構、處理器架構：哈佛結構、馮諾依曼結構

架構=指令集架構，就是指指令集；

指令集ISA有：x8六、ARM、MIPS；

微架構:指令集的具體實現，微架構，Haswell、Cortex-A75

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相關連接：

FPGA和DSP的優點、劣勢：https://zhidao.baidu.com/question/81320514.html

一文讀懂FPGA\CPLD的區別：http://www.elecfans.com/emb/fpga/20170926555542.html

一文帶你瞭解CPU\FPGA\CPLD的區別：http://www.elecfans.com/pld/714021.html

一文看懂DSP:http://www.sohu.com/a/293771664_132567

CPU和DSP的區別：http://bbs.21ic.com/icview-2389618-1-3.html?_dsign=8e00fd8b

FPGA和普通CPU的區別：https://blog.csdn.net/lijiuyangzilsc/article/details/44055861

FPGA和CPU的比較，很形象：http://www.elecfans.com/baike/zhujipeijian/cpu/20170426511395.html

FPGA和DSP的區別：https://blog.csdn.net/clara_d/article/details/82355397

FPGA和DSP的優點、區別：http://m.elecfans.com/article/991144.html