MCU、MPU、GPU、Soc、DSP、FPGA、CPLD……
這些簡稱在各大論壇、會議、發布會中屢見不鮮,看到簡稱,雖然也能說出大概;
但要問具體是什么?用在什么場景?又有什么區別……好像還是差點意思;本篇文章就記錄一下這些簡稱的含義與概念。
MCU,全稱:Microcontroller Unit (微控制器單元);這個算是是我們比較熟悉的了,因為它就是鼎鼎大名的“單片機”;
· 概念:一種將計算機的基本組成部分集成到一塊芯片上的微型計算機系統,在片上就集成了中央處理器、輸入輸出I/O、ROM、RAM等外設;
· 應用場景:側重控制,通常用于家電、汽車電子、電機控制等中小嵌入式系統中;
MPU,全稱:Microprocessor Unit (微處理器單元);它的概念與CPU很相似,但又有所區別,是CPU的一種實現形式,只包含CPU的核心功能;
· 概念:一種集成電路芯片,主要由算術邏輯單元(ALU)、控制單元、寄存器組成;不包含RAM、以及I/O輸入輸出接口;
· 應用場景:側重于數據處理和執行指令,適用于對計算性能要求很高的場景,具體應用與CPU重合,可以這么理解,MPU是CPU的子集。
CPU,全稱:Central Processing Unit (中央處理器);我們常把個人PC端上的中央處理器,如Inter 12代、AMD 銳龍9,直接統稱為CPU,但實際并不如此;
· 概念:指任何計算機系統中的核心處理單元,是計算機系統的核心部件,負責執行指令、算術邏輯運算等;
· 應用場景:如果我們把CPU與PC端的處理器劃為等號的話,它可以用在個人電腦端、服務器、以及大型嵌入式系統中;
GPU,全稱:Graphics Processing Unit (圖形處理單元);沒錯,在我們常掛嘴邊的顯卡中,核心處理器就是GPU;
· 概念:一種專門設計用于快速處理圖像和視頻數據,并執行圖形渲染任務的處理器;
· 應用場景:恐怖的并行處理能力,讓它非常適合2D/3D圖形渲染、視頻游戲、虛擬現實(VR)等;當下它的最大應用就是AI模型的訓練與推理,如果再往前推幾年,它最大的應用是“挖礦”……
Soc,全稱:System on a Chip (系統級芯片);像我們用到的NXP的I.MX6ULL、瑞芯微的RK3568這就是典型的Soc;
· 概念:一種集成電路,將計算機或其它電子系統的全部組件集成到單一芯片上;通常包含一個或多個處理器核心(CPU、GPU),內存控制器、以及其它專用加速模塊(神經網絡引擎);
· 應用場景:Soc的特點是高度集成、低功耗、性能強悍;多用于各類電子產品中,比如手機、平板電腦、智能手表、物聯網設備等;
DSP,全稱:Digital Signal Processor (數字信號處理器);通常有兩個說法,一個是數字信號處理(Digital Signal Processing),另外一個是輸出信號處理器(Digital Signal Processor),這里我們說的DSP指的的是后者;
· 概念:一種專門用來執行數據信號處理任務的微處理器;相比于通用微處理器,它在執行數字信號處理算法時更高效;
· 應用場景:因為它具備高效的數據處理能力;廣泛應用在通信系統中,實現信號的調制解調;圖像和視頻處理中,進行圖像壓縮(JPEG格式)、視頻壓縮(H.264、H.265格式);在當下的具身智能中,執行精確且復雜的軌跡運算等;
FPGA,全稱:Field-Programmable Gate Array (現場可編程門陣列);這個我們也非常熟悉,大學有一門EDA設計課程中,就是教我們使用FPGA實現一些邏輯算法;
· 概念:一種可以通過用戶在制造后進行配置來實現特定的硬件功能的集成電路;由大量的可配置邏輯塊、輸入輸出模塊和一個可編程互連資源組成;
· 應用場景:由于FPGA的可編程性、并行處理能力、高性能;它當下被用于ASIC芯片的原型設計和驗證;也用于圖像處理;在邊緣計算中,多數應用的也是FPGA;
CPLD,全稱:Complex Programmable Logic Device (復雜可編程邏輯器件);在了解它之后,我一直把它當作簡易版的FPGA;
· 概念:一種用于實現定制數字電路功能的集成電路;一般基于一個或多個宏單元(macrocell)的陣列,這些宏單元再通過一個中央可編程互連矩陣相互連接;
· 應用場景:CPLD的特點是快速、簡單、延時低;所以它常用于膠和邏輯,即在系統中連接不同的IC并解決它們之間的接口問題;也可以做成實現某些標準的接口協議;
以上就是這些簡稱的描述;
了解這些簡稱的含義,可以在我們選擇使用何種類型的IC時,提供決策參考。
就像那句,沒有十全十美的IC,只有最合適的IC一樣……