计算机组成

打开PC机机箱，发现一台PC机主要有核心处理器CPU、内存条、主板、硬盘、电源、显卡等组成。

开拆手机或者看看咱们的树莓派开发板，也是有核心处理器、主板、”硬盘”（emmc或者TF卡）、电源等组成。那计算机可以做到手机或者树莓派这么小，台式PC机还有存在的必要吗？

当然有必要，他们的差别就在对数据的处理能力上，这个处理能力主要由核心处理器CPU决定。

核心处理器的分类

按指令集划分：CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)。

按体系架构划分：x86(intel、AMD)、ARM、PowerPC、MIPS、RISC-V等。x86－CISC，ARM－RISC。复杂指令集追求最高处理能力、精简指令集追求低功耗。指令集说白了就是硬件单元，例如乘法运算，复杂指令集包含乘法器，汇编中一条指令就完成了乘法，计算时间短；而精简指令集，汇编中会翻译成多条加法和移位运算，所以计算时间就长；但快是要付出代价的，就是硬件成本高、功耗高。当然在具体的架构实现上，会彼此借鉴对方的优点。

按处理器一次最多能处理的数据位数划分：8位(80c51)、16位(MSP430)、32位(ARM9-AT91SAM9G45)、64位(ARM_Cortex-A53-BCM2837)。

MIPS——让中国真正意义上实现了自主可控（龙芯系列处理器）。龙芯是真正意义上掌握住MIPS指令集，而不是可以使用MIPS提供的硬核。就像linux给你提供全套源码，同时免费使用；但windows可以想办法免费使用，但你看不见源码，谁知道里面有什么猫腻。

RISC-V——中国CPU架构的“曙光”。开源、授权费很低、吸取前人的优点、面向物联网。RISC-V就像软件里的linux，提供所有指令集源码，可以做到真正的掌握“核心科技”。但RISC-V还年轻，到底在工业现场表现如何，还需要时间来检验。

ARM——现在已经把我们包围了，基本能触碰到智能设备，基本都是ARM处理器。但芯片厂商能生产ARM处理器并不代表，能自行修改ARM指令集，苹果就是在ARM指令集的基础上，修改成苹果的A系列处理器；但像三星，就是购买了ARM的硬核（可以类比成为软件里的windows系统），在硬核基础上自行添加UART、DDR控制器等外设封装成一枚芯片（可以类比为软件里的自行开发的软件），硬核里面什么样，臣妾不知道啊（就微软知道他的windows里什么样）。

NXP公司imx6q处理器原理组成框图

本来想给出树莓派3B+上使用的BCM2837处理器原理组成框图，但搜遍全网找不到，后来得知，这是定制款，官方提供片上外设操作地址空间和寄存介绍。

imx6q片内原理构成理论上跟BCM2837一致。

(1)4个Cortex-A9内核（Cortex-A系列——高性能、Cortex-R系列——高安全、Cortex-M系列——低成本）。
(2)AXI和AHB总线与片上外设相连，高速片上外设直接连接至AXI和AHB总线上，低速设备在通过APB总线连至高速总线上。对于每一种总线，都有好几条，CPU通过总线访问外设，由总线控制器仲裁某个CPU是否有资格使用该条总线访问外设（纯硬件实现）。
(3)局部性原理：时间局部性、空间局部性，加速程序运行。
(4)imx6q包含丰富的片上外设。在再没有接触zynq系统SOC之前，感觉这种SOC就够了。

芯片手册查询网站

芯片还是从官网查询是最最准确的，但有时在官网里不好找，下面推荐一个网站，基本满足你日常芯片查询。
https://alldatasheet.com/

zynq系列内部组成

zynq内部分为PS端和PL端。PS端就是CPU端，与刚刚介绍的imx6q基本一致；PL端就是逻辑单元端。

zynq有什么优势?
(1)片上部分硬核外设既可以由PS端控，可以有PL端控制。但一旦PS端控制了，PL端就不能控制，同理，PL端控制了，PS端就不能控制。这些硬核外设由谁控制，芯片上电运行的FPGA配置文件决定。
(2)片上硬核不够用了怎么办?例如，你需要10各uart控制器，这时你可以用PL端逻辑资源来搭uart控制。

zynq这么好，有什么缺点吗?
(1)太贵了、功耗大。可以比较下一片如此强大的imx6q多少钱，一片zynq7020多少钱。
(2)开发门槛太好，一般人hold不住。

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