半导体芯片的分类方法?

半导体芯片的分类方法?,第1张

按照功能划分,可以分为四种类型,主要是内存芯片、微处理器、标准芯片和复杂的片上系统(SoCs)。按照集成电路的类型来划分,则可以分为三类,分别是数字芯片、模拟芯片和混合芯片。

从功能上看,半导体存储芯片将数据和程序存储在计算机和数据存储设备上。随机存取存储器(RAM)芯片提供临时的工作空间,而闪存芯片则可以永久保存信息,除非主动删除这些信息。只读存储器(ROM)和可编程只读存储器(PROM)芯片不能修改。而可擦可编程只读存储器(EPROM)和电可擦只读存储器(EEPROM)芯片可以是可以修改的。

微处理器包括一个或多个中央处理器(CPU)。计算机服务器、个人电脑(PC)、平板电脑和智能手机可能都有多个CPU。PC和服务器中的32位和64位微处理器基于x86、POWER和SPARC芯片架构。而移动设备通常使用ARM芯片架构。功能较弱的8位、16位和24位微处理器则主要用在玩具和汽车等产品中。

标准芯片,也称为商用集成电路,是用于执行重复处理程序的简单芯片。这些芯片会被批量生产,通常用于条形码扫描仪等用途简单的设备。商用IC市场的特点是利润率较低,主要由亚洲大型半导体制造商主导。

SoC是最受厂商欢迎的一种新型芯片。在SoC中,整个系统所需的所有电子元件都被构建到一个单芯片中。SoC的功能比微控制器芯片更广泛,后者通常将CPU与RAM、ROM和输入/输出(I/O)设备相结合。在智能手机中,SoC还可以集成图形、相机、音频和视频处理功能。通过添加一个管理芯片和一个无线电芯片还可以实现一个三芯片的解决方案。

芯片的另一种分类方式,是按照使用的集成电路进行划分,目前大多数计算机处理器都使用数字电路。这些电路通常结合晶体管和逻辑门。有时,会添加微控制器。数字电路通常使用基于二进制方案的数字离散信号。使用两种不同的电压,每个电压代表一个不同的逻辑值。

但是这并不代表模拟芯片已经完全被数字芯片取代。电源芯片使用的通常就是模拟芯片。宽带信号也仍然需要模拟芯片,它们仍然被用作传感器。在模拟芯片中,电压和电流在电路中指定的点上不断变化。模拟芯片通常包括晶体管和无源元件,如电感、电容和电阻。模拟芯片更容易产生噪声或电压的微小变化,这可能会产生一些误差。

混合电路半导体是一种典型的数字芯片,同时具有处理模拟电路和数字电路的技术。微控制器可能包括用于连接模拟芯片的模数转换器(ADC),例如温度传感器。而数字-模拟转换器(DAC)可以使微控制器产生模拟电压,从而通过模拟设备发出声音。

梳理一下CPU、MCU、MPU、SOC 一大堆关于芯片的名词,本篇文章从组成,常见厂商,应用场景做一些简单的介绍

Central Processing Unit(中央处理器)

主要有运算器、控制器、寄存器等组成,下图是维基百科的一张CPU组成图。

Intel公司的CORE i3,i5,i7等,主要应用在PC上。

ARM公司的Cortex-A系列。

Microcontroller unit(微控制器或者单片机),是把CPU,RAM,ROM和外设接口集成到一块芯片上面。如下图

常见厂商:英飞凌,意法半导体等公司

主要应用于小型设备和嵌入式设备,如智能家居中的洗衣机,空调等主控芯片。

system on chip(系统级芯片),包括MCU的所有芯片,并且包含GPU,DSP等芯片,支持运行复杂的 *** 作系统。

常见厂商:高通骁龙,华为麒麟,三星等;

主要用于Android智能手机,复杂的嵌入式设备。

现代CPU都是微型架构,MPU(Microprocessor)就是现代CPU。MCU是把CPU和内存,及外部设备接口集成到了一个芯片上面,从产品和工艺上来说,对CPU和内存,以及他们之间的通信做了很好的封装。但是不能支持复杂的 *** 作系统,例如Android和Linux。SOC作为系统级的芯片,拥有MCU的功能,并且做了全面的升级,支持运行复杂的 *** 作系统。


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