四个常用的集成电路浅析

ASIC--专用集成电路

ASIC原本就是专门为某一项功能开发的专用集成芯片，比如摄像头里面的芯片，小小的一片，集成度很低，成本很低，可是够用了。一个低端摄像头价格很 便宜，买一片ARM费用就不可同日而语了。后来ASIC发展了一些，称为半定制专用集成电路，相对来说更接近FPGA，甚至在某些地方，ASIC就是个大概念，FPGA属于ASIC之下的一部分。

FPGA--现场可编程门阵列

FPGA基本就是高端的CPLD，两者非常接近。以CYCLONE系列FPGA为例，这种器件是用逻辑门来表述性能的。本身他就是一堆的逻辑门，通过硬件描述语言，比如verilogHDL把它转成电路连接，从最基本的逻辑门层面上连接成电路（参见数字电路书上的全加器、触发器）。应该说，虽然看起来像一块CPU，其实是完全硬件实现的。后来因为写代码麻烦，对控制部分比较薄弱，本来跟其他CPU配合使用，即麻烦的算法CPU提交给FPGA，FPGA算完把结果再返回给CPU。可是这样外围电路就变得麻烦。于是提出了SOC设计方法，就是直接在FPGA里写一个CPU出来，既然FPGA万能，做个CPU自然毫无压力。这其中还有软核和硬核的区别，不过除了性能，使用方法大同小异。所谓IP核，就是把各种专用集成电路用硬件描述语言描述，然后烧到FPGA里形成专门的电路，这样就不必另外搭芯片了，所有的电路在一片FPGA里面形成。

DSP--数字信号处理器

DSP实际应该称为DSPs，即用于DSP处理的专用芯片。跟普通计算机的区别一方面是：它是哈佛结构的，也就是数据和程序空间分开。（普通计算机是冯诺依曼结构）另一方面它有流水线结构，不过现在其它也有了，见贤思齐。再一方面它有专用的硬件算法电路，用以完成DSP运算，比如最基本的乘法累加。上过DSP的就知道，蝶形算法FFT等，拆成最基本单元就是乘法累加，把这部分加速了，整体性能就有非常大的提高。DSP对于流媒体的处理能力远远的优于通用CPU。所以现在手机CPU，至少语音部分都是用DSP的。后来DSP概念也复杂化，各家都把一个控制核心整合到DSP里面，比如现在的智能手机芯片。可以看一下高通或者TI的片，基本是一个ARM核控制整体运算，一个DSP处理语音编解码，一个GPU负责图像运算，一个基带和天线处理模块负责通信，再加一些其它集成电路比如GPS模块。

MCU--微控制器

单片机就是一个百搭的通用CPU，提供各种接口来对整体进行控制，相当一个总调度，当然，简单的功能一片CPU独立工作也就完成了。原来的51系列就是一堆IO口，后来慢慢的把常用的PWM,AD之类的功能加入了单片机。主要包括用了无数年仍然是各大学必教的51系列，还有AVR,PIC,ARM，HOTEK等等。其实ARM9以后，已经说不清ARM算哪类了，目前的架构来看，更接近DSP。

总之，现在各种东西都取长补短大融合，所以只要选择自己需要用的就好，没必要强求分类。