什么是芯片,芯片是怎样工作的

首页 > 科技 > 作者:YD1662024-08-09 23:14:33

在我们日常的生活和工作当中,我们会经常用到各种电子产品,如电脑,手机,空调,洗衣机等。

如果我们把他们拆开,我们会得到一个绿色的小板板

什么是芯片,芯片是怎样工作的(1)

有时候是蓝色、红色或黑色的

大家都知道这个绿色板子叫作“电路板”。他的官方名称叫印制电路板,即PCB(Printed Circuit Board)

在这个PCB上焊接了如电容、电阻、电感等电子元器件。

我们还可以看到,有一些黑色的方形电子元器件。

根据我们平常看到的关于芯片的图,这个电子元器件很可能就是一块芯片(chip)

什么是芯片,芯片是怎样工作的(2)

芯片的定义

芯片它由集成电路组成,集成电路是一种微型电路,将多种电子元件如晶体管、电阻、电容等集成在单一基板上制成。

虽然芯片和集成电路通常可以互换使用,但有些观点认为集成电路更强调实现特定功能的电路,而芯片更侧重于产品化后的可直接使用形态。

此外,半导体是集成电路的重要组成部分,与集成电路、分立器件、光电子器件和传感器相比,集成电路具有更高的集成度。

芯片的分类

随着半导体工艺根据摩尔定律不断进步,芯片尺寸不断缩小,但功能不断增强,使得电子产品变得更小巧、成本更低、功耗更小。

这种技术的发展不仅提升了生活质量,也引领了信息技术革命,推动了人类文明的发展。

什么是芯片,芯片是怎样工作的(3)

有了芯片,才有了手机。

芯片有非常广泛的应用,如今芯片也衍生出了很多类别。

按照芯片不同的功能,我们经常将芯片分为:处理器芯片、存储芯片、传感器、电源芯片、通信芯片、接口芯片。

1. 处理器芯片

处理器芯片就相当于人类的大脑,是用来思考、分析和计算的。

中央处理器(CPU),是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。

图形处理器(GPU),也叫视觉处理器或显示芯片,它一般是在电脑、手机这类移动设备上做图像和图形相关运算工作的微处理器。

数字信号处理器(DSP),是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。

微控制器(MCU),在一颗芯片上将计算、存储、接口等集成在一起,形成芯片级的计算机。

2. 存储芯片

存储芯片相当于人类的大脑皮层,用来储存信息和数据。心理学上说,人脑记忆可以分为瞬时记忆、短时记忆、长时记忆。同样的,存储芯片也有不同的类型,起到不同的作用。

静态随机存取存储器(SRAM),只要保持通电,里面储存的数据就可以恒常保持;但是只要断电,数据就会丢失。属于易失性存储器。

动态随机存取存储器(DRAM),只能将数据保持很短的时间,所以需要在通电状态下定时刷新,才能保持数据不变;断电后,数据就会丢失。同样属于易失性存储器。

只读存储器(ROM),信息一旦写入后就固定下来,即使切断电源,信息也不会丢失。属于非易失性存储器。

闪存(Flash),无论是否通电、是否刷新数据,都能够长久地保持数据。和ROM一样属于非易失性存储器。

3. 传感器

传感器就相当于人类的五官,可以感知/测量生活中的声音、图像、温度、湿度、压力和光信号等。

CMOS图像传感器(CIS),是将光学图像转换成电子信号的电子设备,相当于人的视网膜,手机、相机乃至卫星的拍摄成像都缺不了它。

微机电系统(MEMS),是按功能要求在芯片上把微电路和微机械集成于一体的系统。在手机中的应用尤其广泛,比如磁传感器、指纹传感器、环境传感器等。

触摸/触控芯片(Touch),大家日常使用的手机和平板电脑,它们就内含触控芯片,这种芯片对环境变化具有灵敏的自动识别和跟踪功能。

4. 电源芯片

电源芯片相当于人类的心脏,可以给身体其他器官提供营养物质。电源芯片可以给ASIC、DSP、CPU、Memory、FPGA及其他数字或模拟负载提供供电。

DC/DC电源芯片(DCDC),指直流转换为直流的电源,是开关电源芯片的一种(另一种是AC/DC)。相较于AC/DC,DC/DC的设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化。

LDO低压差线性稳压器(LDO),是一种稳压器。在电子设计中,经常需要用不同的直流电压给不同器件供电,就可以通过LDO稳压芯片来实现。

电源管理单元(PMU),是一种高度集成的、更加便携式的电源管理方案,可以获得更高的电源转换效率和更低的功耗。

5. 通信芯片

通信芯片相当于人类的神经,四通八达,传递信息和数据。

蓝牙芯片(Bluetooth),蓝牙大家经常会用到,它是一种近距离无线连接技术,支持声音、图像的传输。

无线芯片(WIFI)就不用多说了,上网冲浪必备,也是一种近距离无线通信。

窄带物联网芯片(NB-loT),是一种远距离无线通信,属于广域网。可以应用到智能抄表、智慧路灯、智慧停车、共享单车等多种领域。

6. 接口芯片

接口芯片相当于人的“四肢”。同样可以用于传递信息和数据。

通用串行总线芯片(USB),是一个外部总线标准,是应用在PC和手机领域的一种接口技术。它也是我们日常接触比较多的一种,比如电脑上的USB插口、手机的USB充电线,都和我们的生活息息相关。

高清多媒体接口芯片(HDMI),是一种全数字化视频和声音发送接口,可以发送未压缩的音频及视频信号。生活中的笔记本电脑、电视、机顶盒就有HDMI接口。

芯片的内部构造

在开始我们提到,芯片是黑黑的方形状。

但有时候,它还会有银色的金属盖板(有利于保护芯片和芯片的散热)。例如我们的CPU:

什么是芯片,芯片是怎样工作的(4)

首页 123下一页

栏目热文

文档排行

本站推荐

Copyright © 2018 - 2021 www.yd166.com., All Rights Reserved.