半导体芯片相关名词概念简介-拓冰建站

第一部分：到底什么是芯片？

你看到其实有四种东西：

第一张

CPU

长这样

┌──────────────────┐ │ │ │ CPU 芯片 │ │ │ └──────────────────┘ □□□□□□□□□□□□□□□ 下面一堆金属触点（Pin）

安装到主板。

第二张

GPU

其实也是一块芯片。

只是里面晶体管更多。

第三张

STM32

就是大家说的

单片机（MCU）

很多都是这种黑色小方块。

以前还有这种：

________ | | -------| |------ -------| |------ -------| |------ |________|

两边很多脚。

这就是DIP封装。

8086就是这种风格。

第四张

硅晶圆（Wafer）

真正的芯片最开始其实长这样：

○ 一整块硅片 里面切很多CPU

做好以后

再切下来

变成：

CPU

GPU

MCU

那芯片到底是什么？

一句话：

芯片就是几百万、几千万、几十亿个晶体管（Transistor）组成的一块硅。

而是：

晶体管 ↓ 与门 ↓ 或门 ↓ 非门 ↓ 与非门 ↓ 寄存器 ↓ 加法器 ↓ ALU ↓ CPU

所以：

CPU不是与非门。

CPU里面有：

几十亿个晶体管。

第二部分：针脚(Pin)是什么？

例如：

STM32

__________ PA0 PA1 PB0 PB1 GND VCC TX RX RESET

这些脚就是：

和外界连接。

例如：

摄像头 ↓ GPIO ↓ CPU

或者：

USB ↓ 芯片

所以：

针脚就是：

芯片和外界交流的接口。

第三部分：RTL 是什么？

RTL 全拼：

Register Transfer Level

中文：

寄存器传输级。

很多人第一次听这个名字都会懵。

其实非常简单。

例如：

a=b+c;

软件里面：

CPU执行。

RTL里面：

写的是：

下一拍时钟： 寄存器A = 寄存器B + 寄存器C

RTL描述的是：

硬件如何工作。

所以RTL不是程序。

它其实是在：

描述CPU电路。

RTL常用语言：

Verilog
SystemVerilog
VHDL

例如：

always @(posedge clk) begin A<=B+C; end

这个不是C语言。

这是：

告诉EDA：

我要一个加法器。

第四部分：EDA 是什么？

EDA

全拼：

Electronic Design Automation

中文：

电子设计自动化。

它不是Qt。

Qt只是GUI框架。

EDA是真正设计芯片的软件。

例如：

软件开发：

VS2022 ↓ 写C++

芯片开发：

Cadence ↓ 写RTL

EDA做什么？

例如：

RTL：

A=B+C

EDA会：

第一步

综合(Synthesis)

↓

生成

几十万个门电路。

第二步

布局(Layout)

↓

放到芯片上。

第三步

布线(Routing)

↓

连接所有门。

第四步

时序分析

看看：

500MHz

跑不跑得动。

第五步

生成：

光刻文件(GDSII)

交给台积电。

所以EDA几乎就是：

芯片工程师的 VS2022 + 编译器 + 布局工具 + 调试工具。

第五部分：IP核是什么？

全拼：

Intellectual Property Core

中文：

知识产权核（IP Core）。

例如：

你要设计CPU。

里面需要：

USB

PCIe

DDR

Ethernet

这些别人早就设计好了。

可以买。

例如：

ARM Cortex-A78

就是：

ARM卖给华为。

卖给高通。

卖给三星。

大家买回来：

直接放芯片里。

这就是：

IP核。

不是：

代码。

而是一块已经验证好的硬件设计。

第六部分：相关名词缩写介绍？

下面这张表，你以后基本都会遇到。

缩写	全拼	干什么
CPU	Central Processing Unit	中央处理器，负责通用计算
GPU	Graphics Processing Unit	图形处理器，现在也大量用于AI并行计算
MCU	Microcontroller Unit	单片机，控制家电、汽车、工业设备
NPU	Neural Processing Unit	神经网络处理器，专门跑AI模型
DSP	Digital Signal Processor	数字信号处理器，处理音频、雷达、通信等
ISP	Image Signal Processor	图像信号处理器，把摄像头原始数据处理成可用图像
DPU	Data Processing Unit	数据处理器，负责网络、存储、安全等数据中心任务
TPU	Tensor Processing Unit	张量处理器，Google 专门用于 AI 的芯片
FPGA	Field-Programmable Gate Array	现场可编程门阵列，可反复配置硬件逻辑

第七部分：ISP 为什么很重要？

很多人以为：

摄像头：

拍出来就是图片。

其实不是。

真正流程：

摄像头CMOS ↓ RAW数据 ↓ ISP ↓ 降噪 ↓ 白平衡 ↓ HDR ↓ 锐化 ↓ JPEG ↓ 显示

所以：

ISP其实就是：

相机里的Photoshop。

没有ISP：

照片全是噪点。

第八部分：HBM 是什么？

HBM

全拼：

High Bandwidth Memory

中文：

高带宽内存。

普通DDR：

CPU ↓ DDR

距离比较远。

HBM：

GPU ↑↓ HBM 上下堆起来

速度：

快很多。

AI训练几乎都靠HBM。

第九部分：5G、Wi-Fi 芯片是什么？

其实也是芯片。

例如：

手机里面：

CPU GPU ISP NPU 5G Modem Wi-Fi 蓝牙 GPS

都有自己的芯片。

5G：

负责：

蜂窝通信。

Wi-Fi：

负责：

无线局域网。

最后，把整个芯片世界串起来

建议你以后记住这张"芯片全景图"：

软件工程师 │ C++ / Linux │ ──────────────────────────────────── 芯片内部世界 │ RTL（Verilog） │ EDA（Cadence） │ 门电路（与/或/非） │ 晶体管（Transistor） │ ──────────────────────────────────── 芯片产品（你能买到的） │ CPU GPU MCU NPU DSP ISP DPU │ ──────────────────────────────────── 应用产品 │ 手机 汽车 AGV 机器人 AI服务器