第一部分：到底什么是芯片？

你看到其实有四种东西：

第一张

CPU

长这样

┌──────────────────┐ │ │ │ CPU 芯片 │ │ │ └──────────────────┘ □□□□□□□□□□□□□□□ 下面一堆金属触点（Pin）

安装到主板。

第二张

GPU

其实也是一块芯片。

只是里面晶体管更多。

第三张

STM32

就是大家说的

单片机（MCU）

很多都是这种黑色小方块。

以前还有这种：

________ | | -------| |------ -------| |------ -------| |------ |________|

两边很多脚。

这就是DIP封装。

8086就是这种风格。

第四张

硅晶圆（Wafer）

真正的芯片最开始其实长这样：

○ 一整块硅片 里面切很多CPU

做好以后

再切下来

变成：

CPU

GPU

MCU

那芯片到底是什么？

一句话：

芯片就是几百万、几千万、几十亿个晶体管（Transistor）组成的一块硅。

而是：

晶体管 ↓ 与门 ↓ 或门 ↓ 非门 ↓ 与非门 ↓ 寄存器 ↓ 加法器 ↓ ALU ↓ CPU

所以：

CPU不是与非门。

CPU里面有：

几十亿个晶体管。

第二部分：针脚(Pin)是什么？

例如：

STM32

__________ PA0 PA1 PB0 PB1 GND VCC TX RX RESET

这些脚就是：

和外界连接。

例如：

摄像头 ↓ GPIO ↓ CPU

或者：

USB ↓ 芯片

所以：

针脚就是：

芯片和外界交流的接口。

第三部分：RTL 是什么？

RTL 全拼：

Register Transfer Level

中文：

寄存器传输级。

很多人第一次听这个名字都会懵。

其实非常简单。

例如：

a=b+c;

软件里面：

CPU执行。

RTL里面：

写的是：

下一拍时钟： 寄存器A = 寄存器B + 寄存器C

RTL描述的是：

硬件如何工作。

所以RTL不是程序。

它其实是在：

描述CPU电路。

RTL常用语言：

• Verilog
• SystemVerilog
• VHDL

例如：

always @(posedge clk) begin A<=B+C; end

这个不是C语言。

这是：

告诉EDA：

我要一个加法器。

第四部分：EDA 是什么？

EDA

全拼：

Electronic Design Automation

中文：

电子设计自动化。

它不是Qt。

Qt只是GUI框架。

EDA是真正设计芯片的软件。

例如：

软件开发：

VS2022 ↓ 写C++

芯片开发：

Cadence ↓ 写RTL

EDA做什么？

例如：

RTL：

A=B+C

EDA会：

第一步

综合(Synthesis)

↓

生成

几十万个门电路。

第二步

布局(Layout)

↓

放到芯片上。

第三步

布线(Routing)

↓

连接所有门。

第四步

时序分析

看看：

500MHz

跑不跑得动。

第五步

生成：

光刻文件(GDSII)

交给台积电。

所以EDA几乎就是：

芯片工程师的 VS2022 + 编译器 + 布局工具 + 调试工具。

第五部分：IP核是什么？

IP

全拼：

Intellectual Property Core

中文：

知识产权核（IP Core）。

例如：

你要设计CPU。

里面需要：

USB

PCIe

DDR

Ethernet

这些别人早就设计好了。

可以买。

例如：

ARM Cortex-A78

就是：

ARM卖给华为。

卖给高通。

卖给三星。

大家买回来：

直接放芯片里。

这就是：

IP核。

不是：

代码。

而是一块已经验证好的硬件设计。

第六部分：相关名词缩写介绍？

下面这张表，你以后基本都会遇到。

第七部分：ISP 为什么很重要？

很多人以为：

摄像头：

拍出来就是图片。

其实不是。

真正流程：

摄像头CMOS ↓ RAW数据 ↓ ISP ↓ 降噪 ↓ 白平衡 ↓ HDR ↓ 锐化 ↓ JPEG ↓ 显示

所以：

ISP其实就是：

相机里的Photoshop。

没有ISP：

照片全是噪点。

第八部分：HBM 是什么？

HBM

全拼：

High Bandwidth Memory

中文：

高带宽内存。

普通DDR：

CPU ↓ DDR

距离比较远。

HBM：

GPU ↑↓ HBM 上下堆起来

速度：

快很多。

AI训练几乎都靠HBM。

第九部分：5G、Wi-Fi 芯片是什么？

其实也是芯片。

例如：

手机里面：

CPU GPU ISP NPU 5G Modem Wi-Fi 蓝牙 GPS

都有自己的芯片。

5G：

负责：

蜂窝通信。

Wi-Fi：

负责：

无线局域网。

最后，把整个芯片世界串起来

建议你以后记住这张"芯片全景图"：

软件工程师 │ C++ / Linux │ ──────────────────────────────────── 芯片内部世界 │ RTL（Verilog） │ EDA（Cadence） │ 门电路（与/或/非） │ 晶体管（Transistor） │ ──────────────────────────────────── 芯片产品（你能买到的） │ CPU GPU MCU NPU DSP ISP DPU │ ──────────────────────────────────── 应用产品 │ 手机 汽车 AGV 机器人 AI服务器