【整理】用汽车去类比详解嵌入式的SoC

背景知识

关于SoC

==CPU Core + Peripherals

==CPU内核+一堆的外设

确切的说==CPU内核+一堆的外设的控制器

==ARM等公司设计的CPU内核+芯片公司自己添加集成的各种外设控制器

不了解的,可以去看:

【整理】嵌入式CPU,MCU,SoC,DSP之间的区别和联系

 

用汽车去类比解释嵌入式的SoC

先说汽车,大致可以如下解释:

(注:个别解释未必十分精确,只是为了方便和SoC去类比)

所以,就像:

汽车:

单独一个汽车

== 汽车的核心 + 汽车的各种配件

==汽车的发动机 + 汽车的各种配件

==发动机设计公司设计的汽车发动机 + 汽车设计厂家设计汽车,搭配各种外设

 

先说:汽车的发动机的设计厂家  ≈ CPU内核的设计厂家

汽车发动机,属于汽车最核心的部件

目前市场上的汽车发动机,应该是:

很多不同品牌的车,可能用的是同一个,同一款发动机

而该发动机的设计厂家,相对来说,算是提供发动机这个核心

 

比如:

压缩版_中国各品牌轿车发动机情况

中的“吉利3G10和比亚迪BYD371QA这两台发动机都是以丰田(KR系列发动机)1KR-FE为基础”

类似的:

CPU的内核

嵌入式中,最最常用的,CPU的内核设计厂家

算是ARM和MIPS了。

这些CPU内核的设计厂家,设计公司

详见:

【整理】嵌入式领域中常见的名词和概念的解释

中的fabless的IC设计公司

他们就是专门负责去设计芯片的内核

供其他芯片公司(购买后)使用

再说:汽车设计厂家

汽车的功能和用途,是汽车设计厂家设计的

设计出来的汽车:

其是什么类型,决定了具体的功能和用途:

比如是:

  • 小轿车:用来家用,代步等等
  • 面包车:用来载人,一般人数不会很多的
  • 公交车:公共交通,载人
  • 大卡车:用来拉货的,搞货运的
  • 房车:用来全家旅游的,开着房车全球到处跑的

等等

对应的SoC:

有专门的芯片设计公司

比如常见的三星Samsung,Freescale,Microchip等等

去买对应的CPU内核

比如:

  • Samsung买了ARM(的ARM920的)核(设计出某个SoC:S3C2440
  • Freescale买了ARM的(Cortex A9的)核(设计出某款SoC:i.MX 6
  • Microchip买了MIPS的(MIPS 4K的)核(设计出某款SoC:PIC32)

等等等等。

再说:汽车生产厂家,即汽车的代工厂

然后,汽车的设计厂家,设计完毕后

可以去找对应的,代工厂,去生产,即找对应的,可以生产汽车的生产厂家,

去把汽车,按照设计的功能和尺寸和配置,

一辆辆生产出来。

对应的,嵌入式SoC:

上面的Samsung,Freescale,Microchip等公司,

设计出对应的各种型号的SoC后,

然后再去找能够生产芯片的公司

这里就是所谓的,芯片代工厂

代(芯片设计公司)生产出来(其所设计的)芯片

才把IP Core,CPU Core,电路图等概念级别的东西,变成真正真正的实物,实体

才是你所看到的,很多都和一元硬币差不多大小的,正方形的,周边带一些小的金属针脚的,芯片。

真所谓的,SoC,即嵌入式领域内的CPU了。

总结:

 

  • 对于汽车,相对比较典型的是:
    • 作为一个普通的汽车设计公司
    • 买了别人家的发动机
    • 自己加上汽车上的各种配件
    • 设计好了之后
    • 再去找代工厂,把汽车造出来
    • 最终,才是作为普通消费者所看到的,某种功能的汽车:
    • 小轿车,面包车,卡车,等等而作为嵌入式SoC,一种典型的情况是:
  • 对应的SoC的话:
    • ARM,作为一个fabless的芯片设计公司,
    • 其专门去做的事情是:只是设计芯片
    • 然后,保证可以达到很好的效果:性能又好,功耗又低,又稳定,等等特性
    • 然后其他,也是叫做芯片设计公司,比如三星Samsung,
    • 先去从ARM那里买所谓的IP Core,此处,就是CPU Core了。
    • 比如ARM920的内核,然后根据其自己所要达到的目的,想要实现的应用领域不同
    • 添加或集成不同的各种外设,最终成为:
    • 相对更适合某种应用领域的芯片,即对应的SoC
    • 比如,针对嵌入式中相对通用的数码类产品方面的应用
    • 添加上常见的USB主控,SD主控,音频接口,I2C接口等等等等
    • 最终弄出一个,现在嵌入式开发板用的最多的一款嵌入式的SoC:S3C2440
    • (另外还有一个也很常见的:S3C6410)

 

而对于,上述提到的:

嵌入式的SoC,即嵌入式CPU,根据不同目的,有不同的设计,添加不同的外设,具有不同的功能

的方面,再举个例子:

之前在:

http://www.analog.com/zh/processors-dsp/sharc/products/index.html

中的所看到的,对应的英文也是写的application,即应用。

其实SHARC的处理器,其本身的特点是:

  • 在浮点DSP市场占据主导地位
  • 拥有出色的内核和存储器性能
  • 以及优异的I/O吞吐能力

所以,对应的,加上对应的外设,设计出来的SoC之后,就可以用在这些领域了:

    音频:音视频,对于数据的处理要去比较高,对于要求较高的时候,一般都是需要对应的DSP去专门处理

    安全与监控:很多也是设计到视频的处理

    汽车电子:其“优异的I/O吞吐能力”,可能会比较适合此领域

    测试测量与控制:也是用到I/O控制

    过程控制:同理,I/O控制

总之:

还是根据你的芯片自身的特点,然后加上合适的外设

然后打造出,相对于适合某种应用领域的芯片。

 

【总结】

SoC=CPU内核 + 一堆外设 = 构成总体性能丰富且强大的处理器

汽车=发动机+各种外设=构成性能强大的,功能丰富的,可以供你驾驶的汽车



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