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电子元器件芯片的设计架构概念

2023/3/24 10:42:12      点击:

芯片,是所有现在科技应用到现实中的基础,作为一个崛起的大国,掌握芯片技术,是一种必需。

片制作完整过程包括:芯片设计、晶片制作、封装制作、成本测试等几个环节,其中晶片片制作过程尤为的复杂。
制造芯片之前,需要设计芯片

一、芯片架构


芯片设计需要有相应的芯片架构,芯片架构就好像房子的结构框架,比如木结构,土木结构,混凝土结构,钢结构等等。现在全球主的要芯片架构主要有四种,分别为:X86、ARM、RiSC-V和MIPS四种。

1、X86架构由美国INTEL公司在1978年发明,中架后面的AMD,IBM也沿用这种架构分别研发了自己芯片,现在PC机上面运行的CPU基本都是X86架构,X86架构的特点是性能高,速度快,兼容性好。

2、ARM是1983年由英国ARM公司发明的,是一个32位精简指令集处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于能耗低,成本低的特点,ARM处理器非常适用于移动通讯领域,符合其主要设计目标为低耗电的特性。现在使用ARM的芯片公司主要有苹果,谷歌,IBM和华为。因为是ARM发明的,这个芯片公司要研发ARM架构的芯片,首先必须取得ARM的授权,否则就不能进行更新迭代。

3、RiSC-V架构是基于精简指令集计算(RISC)原理建立的开放指令集架构(ISA),RISC-V是在指令集不断发展和成熟的基础上建立的全新指令。RISC-V指令集完全开源,设计简单,易于移植Unix系统,模块化设计,完整工具链,同时有大量的开源实现和流片案例,得到很多芯片公司的认可。RiSC-V架构由RiSC-V架构基金会运营,目前拥有成员超275名,其中软、硬件公司和机构会员达169家,阿里,谷歌,华为科技,紫光科技都是它的成员。阿里旗下的玄铁系列就是使用RiSC-V架构。

4、MIPS架构是美国MIPS科技公司在1981年发明的,是一种采取精简指令集(RISC)的处理器架构,它是基于一种固定长度的定期编码指令集,并采用导入/存储数据模型。经改进,这种架构可支持高级语言的优化执行。其算术和逻辑运算采用三个操作数的形式,允许编译器优化复杂的表达式。