汽车芯片行业各名词解释_汽车芯片难点

 

1.汽车芯片 概念

CPU中央处理器（central processing unit，简称CPU）作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元CPU自产生以来，在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成。

2.汽车芯片类型

众所周知的三级流水线：取址、译码、执行的对象就是CPU，CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，然后执行指令而计算机的可编程性其实就是指对CPU的编程用途:处理指令、执行操作、控制时间、处理数据

3.何为汽车芯片

MCUMCU(Micro Controller Unit)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)，简称单片机，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、时钟发生器（Clock）, RAM、ROM、定时器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机。

4.什么是汽车芯片

CPU是核心，其重要性好比大脑对于人一样比如51，STC、ARM(Cortex-M系列)这些芯片，它们的内部除了CPU外还包含了RAM和ROM，可直接添加简单的器件（电阻，电容）等构成最小系统就可以运行代码了。

5.汽车芯片行业有哪些

MPUMPU有两种意思，微处理器和内存保护单元MPU (Microprocessor Unit)微处理器, 微机中的中央处理器（CPU）称为微处理器（MPU），是构成微机的核心部件，也可以说是微机的心脏。

6.汽车芯片基础技术

它起到控制整个微型计算机工作的作用，产生控制信号对相应的部件进行控制，并执行相应的操作内存保护单元(ARM体系方面）(MPU,Memory Protection Unit)，MPU中一个域就是一些属性值及其对应的一片内存。

7.汽车芯片主要包括

这些属性包括：起始地址、长度、读写权限以及缓存等ARM940具有不同的域来控制指令内存和数据内存内核可以定义8对区域，分别控制8个指令和数据内存区域域和域可以重叠并且可以设置不同的优先级域的启始地址必须是其大小的整数倍。

8.汽车芯片主要功能

另外，域的大小可以4K到4G间任意一个2的指数，如4K，8K，16K.....GPU图形处理器（英语：graphics processing unit，缩写：GPU），又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上做图像和图形相关运算工作的微处理器。

9.汽车芯片简称

[1]GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行部分原本CPU的工作，尤其是在3D图形处理时GPU所采用的核心技术有硬件T&L（几何转换和光照处理）、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。

10.汽车芯片种类及功能应用

DSP数字信号处理器（英文：Digital Signal Processor）是由大规模或超大规模集成电路芯片组成的用来完成数字信号处理任务的处理器数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。

数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。

应用: 数字信号处理器并非只局限于音视频层面，它广泛的应用于通信与信息系统、信号与信息处理、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗、家用电器等许多领域以往是采用通用的微处理器来完成大量数字信号处理运算，速度较慢，难以满足实际需要；而同时使用位片式微处理器和快速并联乘法器，曾经是实现。

数字信号处理的有效途径，但此方法器件较多，逻辑设计和程序设计复杂，耗电较大，价格昂贵数字信号处理器的出现，很好的解决了上述问题DSP可以快速的实现对信号的采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。

分类:数字信号处理器按其可编程性可分为可编程和不可编程两大类不可编程的信号处理器以信号处理算法的流程为基本逻辑结构，没有控制程序，一般只能完成一种主要的处理功能，所以又称专用信号处理器如快速傅里叶变换处理器、数字滤波器等。

这类处理器虽然功能局限，但有较高的处理速度可编程信号处理器则可通过编程改变处理器所要完成的功能，有较大的通用性，所以又称通用信号处理器随着通用信号处理器性能价格比的不断提高，它在信号处的应用日益普及已开发的可编程信号处理器大致有：

位由基本位长为2，4，8位的微处理片为主体，配以程序控制片、中断及DMA控制片、时钟片等构成采用微程序控制、分组指令格式，可按需要构成所需字长的系统其优点是处理速度快、效率高缺点是功耗较大，片子的数量也较多。

单片信号处理器它将运算器、乘法器、存储器、只读存储器（ROM）、输入输出接口，甚至模-数、数-模转换等全部集成在单片上其运算速度快、精度高、功耗低通用性强与通用的微处理器相比它的指令集合和寻址方式更适合于信号处理常用的运算和数据结构。

超大规模集成电路（VLSI）阵列处理器这是一种利用大量处理单元在单指令序列控制下对不同的数据完成相同的操作，从而获得高速计算的信号处理器非常适合于大数据量、大计算量、运算重复性强的信号处理任务它们常与通用计算机联用，构成强有力的信号处理系统现有的阵列处理器大致上有两类，即脉动阵列处理器。

和波动阵列处理器前者采用全阵列统一的同步时钟和控制驱动机制，具有结构简单、模块性好、易于扩展等优点而后者采用各单元独立定时，数据驱动机制给编程和容错设计带来一定方便，在处理速度上也提高 FPGAFPGA(Field Programmable Gate Array）现场可编程逻辑门阵列, FPGA是在PAL （可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）等可编程器件的基础上进一步发展的产物, 属于AI 芯片。

FPGA 器件属于专用集成电路中的一种半定制电路，是可编程的逻辑列阵，能够有效的解决原有的器件门电路数较少的问题FPGA 的基本结构包括可编程输入输出单元，可配置逻辑块，数字时钟管理模块，嵌入式块RAM，布线资源，内嵌专用硬核，底层内嵌功能单元。

由于FPGA具有布线资源丰富，可重复编程和集成度高，投资较低的特点，在数字电路设计领域得到了广泛的应用FPGA的设计流程包括算法设计、代码仿真以及设计、板机调试，设计者以及实际需求建立算法架构，利用EDA建立设计方案或HD编写设计代码，通过代码仿真保证设计方案符合实际要求，最后进行板级调试，利用配置电路将相关文件下载至FPGA芯片中，验证实际运行效果。

FPGA的缺点如下：(1) FPGA的所有功能均依靠硬件实现，无法实现分支条件跳转等操作(2) FPGA只能实现定点运算总结：FPGA依靠硬件来实现所有的功能，速度上可以和专用芯片相比，但设计的灵活度与通用处理器相比有很大的差距。

行业应用：视频分割系统（该技术是把用多屏拼接显示的方式来显示一路视频信号，在一些需要使用大屏幕显示的场景应用广泛）；数据延迟器和存储设计（FPGA具有可编程的延迟数字单元，在通信系统和各类电子设备中有着比较广泛的应用，比如同步通信系统，时间数值化系统等，主要的设计方法包括数控延迟线法，存储器法，计数器法等，其中存储器法主要是利用 FPGA的RAM或者FIFO实现的）；

通信行业（通常情况下，通信行业综合考虑成本以及运营等各方面的因素，在终端设备数量比较多的位置，FPGA的用量比较大，基站最适合使用FPGA，基站几乎每一块板子都需要使用FPGA芯片，而且型号比较高端，可以处理复杂的物理协议，实现逻辑控制。

同时，由于基站的逻辑链路层，物理层的协议部分需要定期更新，也比较适合采用FPGA技术目前，FPGA主要在通信行业的建设初期和中期应用，后期逐步被ASIC替代）；

ASICASIC(Application Specific Integrated Circuit)即专用集成电路，是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路 用CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程逻辑门阵列）来进行ASIC设计是最为流行的方式之一，它们的共性是都具有用户现场可编程特性，都支持边界扫描技术，但两者在集成度、速度以及编程方式上具有各自的特点。

特点：ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点全定制ASIC是利用集成电路的最基本设计方法（不使用现有库单元），对集成电路中所有的元器件进行精工细作的设计方法。

全定制设计可以实现最小面积，最佳布线布局、最优功耗速度积，得到最好的电特性该方法尤其适宜于模拟电路，数模混合电路以及对速度、功耗、管芯面积、其它器件特性（如线性度、对称性、电流容量、耐压等）有特殊要求的场合；或者在没有现成元件库的场合。

特点：精工细作，设计要求高、周期长，设计成本昂贵由于单元库和功能模块电路越加成熟，全定制设计的方法渐渐被半定制方法所取代在IC设计中，整个电路均采用全定制设计的现象越来越少半定制设计方法：半定制设计方法又分成基于标准单元的设计方法和基于门阵列的设计方法。

基于标准单元的设计方法是：将预先设计好的称为标准单元的逻辑单元，如与门，或门，多路开关，触发器等，按照某种特定的规则排列，与预先设计好的大型单元一起组成ASIC基于标准单元的ASIC又称为CBIC(CellbasedIC)。

基于门阵列的设计方法是在预先制定的具有晶体管阵列的基片或母片上通过掩膜互连的方法完成专用集成电路设计半定制相比于全定制，可以缩短开发周期，降低开发成本和风险SoCSoC(System on Chip)称为系统级芯片，也有称片上系统，意指它是一个产品，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。

同时它又是一种技术，用以实现从确定系统功能开始，到软/硬件划分，并完成设计的整个过程SoC更多的是对处理器（包括CPU、DSP）、存储器、各种接口控制模块、各种互联总线的集成，其典型代表为手机芯片（参见术语“终端芯片”的介绍）。

SoC还达不到单芯片实现一个传统的电子产品的程度，可以说SoC只是实现了一个小镇的功能，还不能实现一个城市的功能使用SoC技术设计系统的核心思想，就是要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中在使用SoC技术设计应用系统，除了那些无法集成的外部电路或机械部分以外，其他所有的系统电路全部集成在一起。

SoC有两个显著的特点：一是硬件规模庞大，通常基于IP设计模式；二是软件比重大，需要进行软硬件协同设计SoC设计的关键技术主要包括总线架构技术、IP核可复用技术、软硬件协同设计技术、SoC验证技术、可测性设计技术、低功耗设计技术、超深亚微米电路实现技术等，此外还要做嵌入式软件移植、开发研究，是一门跨学科的新兴研究领域。

优势：降低耗电量，减少体积，增加系统功能，提高速度，节省成本等存在问题：当前芯片设计业正面临着一系列的挑战，系统芯片SoC已经成为IC设计业界的焦点， SoC性能越来越强，规模越来越大SoC芯片的规模一般远大于普通的ASIC，同时由于深亚微米工艺带来的设计困难等，使得SoC设计的复杂度大大提高。

在SoC设计中，仿真与验证是SoC设计流程中最复杂、最耗时的环节，约占整个芯片开发周期的50%～80% ，采用先进的设计与仿真验证方法成为SoC设计成功的关键SoC技术的发展趋势是基于SoC开发平台，基于平台的设计是一种可以达到最大程度系统重用的面向集成的设计方法，分享IP核开发与系统集成成果，不断重整价值链，在关注面积、延迟、功耗的基础上，向成品率、可靠性、电磁干扰（EMI） 噪声、成本、易用性等转移，使系统级集成能力快速发展。

ADC、DAC自然界的物理量分为模拟（Analog）量和数字（Digital）量两种模拟量在一定范围内的取值是连续的，个数是无穷的；数字量在一定范围内的取值是离散的，个数是有限的计算机只能处理离散的数字量，所以模拟信号必须经过变换才能交由计算机处理。

将自然界的物理量转化为连续变化的电流或电压（故称“模拟”），在满足奈奎斯特采样定理（Nyquist Sampling Theory，也称香农采样定理，Shannon Sampling Theory）的条件下采样，得到时域离散信号，再经量化器（可以是线性量化和非线性量化）量化后数字信号，最后经过一道编码得到二进制的0、1数字信息，才能交由计算机处理。

以上的这一道变换称为模数转换（A/D），可以将这部分电路集成到一块芯片上，这就是模数转换电路（Analog Digital Circuit, ADC）,相应的也有数模转换（D/A）和数模转换电路（Digital Analog Circuit, DAC）芯片，进行D/A的时候同样要在数学和信息论上满足相关定理。