嵌入式编程基础知识

目录

一、芯片的诞生

二、计算机体体系架构与指令集

1.计算机体系架构

2.计算机指令集

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一、芯片的诞生

芯片，又称集成电路（integrated circuit，IC），是一种将电路小型化的方式，并时常制造在半导体晶圆（指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅）表面上，体积很小，常常是计算机或其他电子设备的一部分。

制造一个成品芯片一般要经过一下几个步骤：

1.芯片设计 （即电路图设计，要用到芯片设计软件EDA）；

2.芯片制造（硅->晶圆->光刻->刻蚀与离子注入->退火->薄膜沉积->电镀->平坦化->清洗->检测）；

3.芯片封装（给芯片电路加外壳，引出管脚，常见的封装形式：DIP、QFP、BGA、CSP、POP等）；

4.芯片测试（主要包括功能测试、性能测试、可靠性测试等）。

PS:芯片设计流程

芯片设计流程主要分为前端设计和后端设计。

前端设计：1.规格定制 2.HDL编码 3.仿真验证 4.逻辑综合 5.静态时序分析形式验证（STA）；

后端设计：1.DFT（Design For Test）2.布局规划 3.时钟树综合 4.布线 5.版图物理验证；

版图验证通过后，芯片设计公司就可以将这个物理版图交给芯片制造代工厂去流片了。

二、计算机体体系架构与指令集

1.计算机体系架构

上过计算机组成原理课程的小伙伴都应该知道，根据保存方式不同，计算机可以分成两种架构：

（1）冯诺伊曼架构（程序中的指令和数据存储在同一个存储器上）；

（2）哈佛架构（程序中的指令和数据分别存储在程序存储器和数据存储器上）。

随着技术的发展，处理器经过多次的更新迭代，CPU工作频率越来越高，和内存RAM之间产生带宽的问题，为了提高计算机的运行效率，CPU引入了Cache机制：指令Cache和数据Cache，用来缓存数据和指令。

2.计算机指令集

计算机指令集一般分为四种：复杂指令集（CISC）、精简指令集（RISC）、显示并行指令集（EPIC）和超长指令集（VLIW）。

RISC 和 CISC 是目前设计制造微控制器的两种典型技术，它们的代表如下：

CISC架构的代表:：X86（Intel公司）, C51（Intel公司）。

RISC架构的代表:：ARM（Acorn电脑公司）, MIPS（MIPS科技公司）,PowerPc（Apple公司和Motorola公司联合开发）, AVR（ATMEL公司）, PIC（Microchip公司）。