大话处理器之第7、8章笔记

第7章SOC—吸星大法

MIT学者研究生成，玩《魔兽》能锻炼领袖能力，玩《辐射3》能锻炼沟通能力，玩《CS》能锻炼团队精神，玩《文明》和《模拟城市》能锻炼全局观。

现在的智能手机中通常有两个处理器模块，一个是让手机当PC用的应用处理器；另一个是负责无线通信的基带处理器（Baseband Processor），也叫Modem（调制解调器），基带处理器中最重要的部门是DSP core，它负责语音信号的编解码和无线信号处理。

1997年，ChrisRowen（现任CTO）创建了Tensilica公司。Ten指Tensile，可扩展，Silica指硅，二者合在一起，构成了Tensilica—灵活、可扩展的硅。

IP核

CPU IP: ARM CPU core, MIPS,PowerPC

GPU IP: PowerVRgraphics core

DSP IP: Ceva’s DSPcore, Verisilicon’s ZSP core, Xtensa core

Video Engine IP：ARMMali Video Engine, On2, other Video Engine

其它IPcore：图像处理IP core、视频处理IPcore、开源处理器（UltraSPARC、OpenRISC）

终端厂商：苹果、诺基亚、三星、摩托罗拉等

应用处理器厂商：TI、高通、飞思卡尔（Freescale）等

IP核厂商：ARM、CEVA等；

第8章“芯”路历程—明明白白我的“芯”

大的电路都是有小的电路模块组成的，组合逻辑电路和时序逻辑电路是基本的两种逻辑电路组织形式。组合逻辑电路的输出只和输入有关，输入发生变化，输出立即发生变化。组合逻辑电路的典型例子是加法器，3+2=5，每次都会得到固定的结果。基本组合逻辑电路：比较器、加法器、编码器（键盘）、解码器（数字显示屏）、多路复用器；

时序逻辑电路的输出除了和当前的输入有关外，还和电路当前的状态有关，也就是说，它是有记忆的。比如电梯。一个时序逻辑电路包括一个组合逻辑电路和一个能保留状态的模块，这个模块就是计算机。寄存器是由D触发器（flip-flops）实现的，一个D触发器存储1bit数据，32 bit的寄存器就是由32个D触发器再加上外围电路组成的。

实际的数字电路是组合逻辑电路和时序逻辑电路的组合。

在电路上，有两种重要的基本元件：二极管和三极管。

1904年，爱迪生的助手、英国科学家弗莱明（John A. Fleming）发明了二极管。二极管允许电流朝一个方向移动，而禁止向另一个方向移动。

1907年，美国人LeeDeForest在这种二极管中加入了一个被称为控制栅的第三极，这就是三极管。它可以用来实现开关电路（用于数字电路）、放大电路（用于模拟电路）。

他们使用的材料是真空管。真空管体积大，发热大，著名的ENIAC计算机就是采用的真空管，占地170平方米。后来，人们找到了半导体材料，并由此发明了晶体管。

半导体，只在一个方向上导电，在另一个方向上截止。

1947年，贝尔实验室的肖克利（Shockley）、巴丁、布莱顿发明了晶体管，他们利用半导体材料既有导电的性质（传导），又有绝缘的性质（阻导），将它设计成传导和阻导兼而有之的能控制电流的电子元件，也就是二极管和三极管。晶体管（Transistor）的名称也是来自于传导器（Transfer）和电阻器（resistor）的组合。

晶体管工业的发展，使得电子产品和计算机开始使用晶体管代替真空管，体积和功耗大幅减小。

晶体管被誉为20世纪最伟大的发明之一，3位研究人员因此获得了1956年的诺贝尔物理学奖。顺便提一下，巴丁在1972年因超导理论又一次获得了诺贝尔物理学奖。

集成电路

人类管理复杂事物的四招：抽象、分层、规整化、模块化。

Cadence和Synopsys公司提供芯片设计各个阶段的EDA工具。

业界主要有两种硬件描述语言（HDL）:VHDL和Verilog，其中Verilog使用较多。HDL主要用于数字电路的建模，分4层：

行为级

RTL级

门级

电路级

行为级描述电路的功能，RTL级描述电路的结构，门级描述门这一级的结构，电路级描述晶体管电路的结构。行为级描述不关心电路的具体结构，只关注算法，主要用于建模和仿真。集成电路的设计，主要采用RTL级的建模。

逻辑电路可以理解为信号（组合电路）在寄存器间传输，因此也成为寄存器传输级（Register TransferLevel，RTL）电路。

软件描述语言描述的是处理器指令，硬件描述语言描述的是硬件电路。同样是z=x+y这条语句，在软件描述语言中编译出来是指令，在硬件描述语言中综合（synthesis）出来是电路。

通常人们理解制造技术含量低，价值低。不过，精密制造却是相当有技术含量的，并且价值很高，美国、日本在这些方面非常有实力，与其说中国式制造大国，还不如说中国是个加工大国。

很多半导体公司自己只设计芯片，芯片制造外包给代工厂。世界上最大的芯片制造代工厂是台积电（台湾积体电路制造股份有限公司，台湾将集成电路叫积体电路）。

在芯片设计领域，美国占据优势，Intel、IBM、TI、高通、苹果、思科等公司，莫不精通于芯片设计。在芯片制造领域，Intel、三星、台积电分别在处理器、存储器、代工领域处于领先，IBM的芯片制造技术也比较领先，经常将技术转让给其它的代工厂。

日本占据了全球37%的半导体生产设备，以及66%的半导体材料供应。