一、微处理器
1.数字系统的基本组成
数字系统可以看作是一个微处理器外加交互接口
2.关系
3.常见的微处理器
- 中央处理器（Central Processing Unit， CPU）
- 图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU）
- 现场可编程逻辑门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）
- 专用处理器（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）
- 数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）
- 图像信号处理器（Image Signal Processor）
- 微控制器（Microcontroller Unit，MCU）
- 系统级芯片/片上系统（System on Chip，SoC）
4.数字系统
- 使用数字信号的原因：
模拟信号噪声多、噪声难以消除、多级传输存在噪声积累效应 - 获取数字信号的方法： 采样
二、数字系统设计方法学
1.数字电路设计的三个域
- 行为域：关注电路的功能和行为，在设计流程的早期阶段，行为域设计使用硬件描述语言来描述电路的行为，用于验证电路的功能正确性，进行高层次的仿真和验证；
- 结构域：关注数字电路的具体实现，包括电路的层次结构和组件连接，设计到电路的物理实现以及他们在电路中的连接和布局，通常在行为域设计验证无误后；
- 几何域：关注电路在物理层面的布局和布线，涉及电路在硅片或者其他物理介质上的确切位置和连接方式，需要考虑电气性能、信号完整性，功率分布和热管理等因素，是设计流程的后期阶段，需要使用专门的EDA工具来优化布局布线，以满足制造和性能要求
2.数字电路设计方法学
- 自底向上（Bottom-UP）：缺乏全局规划，迭代优化难度大
- 自顶向下（Top-Down）：通常需要经过 “设计——验证——修改设计——再验证” 的过程，通过不断地迭代优化与验证，获得满足性能与功能要求的结果
3.集成电路芯片分类
3.1 用途划分
- 通用IC（CPU/DRAM/SRAM/接口芯片等）
- 专用IC(ASIC)
3.2 结构划分
- 数字IC
- 模拟IC
- 数模混合IC，其中SoC从属于数模混合IC
3.3 实现方法划分
- 全定制（full custom）：基于晶体管级，所有器件和互联版图都用手工生成的设计方法，适合大批量生产，要求集成度高、速度快、面积小、功耗低的通用IC或ASIC
- 半定制（semi custom）：基于门阵列和标准单元，成本低、周期短、芯片利用率低，适合于小批量、速度快的芯片
- 基于可编程器件的IC设计：一种快速原型设计，具有易用性和可编程性，只需懂得硬件描述语言就可以使用EDA工具写入芯片功能