【ARM學(xué)習(xí)筆記】四、微控制單元器MCU、ARM及SDRAM簡(jiǎn)介
很多人不知道,其實(shí)世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是“阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)”(Atanasoff-Berry Computer,簡(jiǎn)稱ABC)。
它是美國(guó)愛(ài)荷華州立大學(xué)的約翰·文森特·阿塔納索夫(John Vincent Atanasoff)教授和他的研究生克利福特·貝瑞(Clifford Berry)在1937年設(shè)計(jì)的。
遺憾的是當(dāng)時(shí)僅僅用于求解線性方程組,也沒(méi)有申請(qǐng)專利,愛(ài)荷華州立大學(xué)也沒(méi)有對(duì)其重視,后因校園改建將其拆除,零件也丟棄了。
ENIAC正是利用了阿塔納索夫的構(gòu)思而進(jìn)行的二次改造而發(fā)明,所以國(guó)內(nèi)幾乎所有的文獻(xiàn)資料都將ENIAC稱為世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī),其實(shí)是錯(cuò)誤的,在1973年10月19日,就連明尼蘇達(dá)州一家法院也判決ENIAC只是ABC所派生的,所以ENIAC的專利無(wú)效,ABC才是世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。
上面講的是世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī),涉及到ABC與ENIAC的沖突,作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,還是有必要弄明白,教科書確實(shí)也有錯(cuò)誤的地方。
之后的計(jì)算機(jī)大致朝著多個(gè)方向發(fā)展,就像書上說(shuō)的那樣,沒(méi)什么好說(shuō)的
這里說(shuō)說(shuō)CPU的發(fā)展過(guò)程。
原型機(jī)沒(méi)有CPU的概念,它本來(lái)就是一體式的。
在理論上來(lái)講,它的結(jié)構(gòu)應(yīng)該由3部分組成,分別是運(yùn)算器,控制器,存儲(chǔ)器。
隨著技術(shù)的發(fā)展,晶體管代替了電子管,集成電路的出現(xiàn),使得運(yùn)算器與控制器合并在了一起,封裝在同一塊半導(dǎo)體晶片上,稱之為中央控制單元(英文Central Processing Unit,CPU),然后集成電路技術(shù)越來(lái)越精細(xì),在同一塊半導(dǎo)體晶片上不但集成了CPU,還集成了其它外設(shè),于是微控制單元(Micro Control Unit,簡(jiǎn)稱MCU)也就誕生了。
以美國(guó)英特爾公司為代表集成電路工藝水平已經(jīng)達(dá)到16納米,假設(shè)以硅原子的直徑0.25納米來(lái)算,大約64個(gè)硅原子就能組成一個(gè)晶體管。
現(xiàn)在來(lái)說(shuō)的話,CPU和MCU概念模糊,其實(shí)大家所說(shuō)的CPU,就是MCU,但是把MCU叫成CPU也沒(méi)什么問(wèn)題,畢竟MCU里面的CPU核心才是主角,所以還是叫CPU吧,都習(xí)慣了。
近幾年ARM火過(guò)了Intel的風(fēng)頭,說(shuō)起來(lái)也是理所當(dāng)然的,在以諾基亞為代表的時(shí)代,ARM架構(gòu)還沒(méi)那么快,Intel一心與AMD進(jìn)行斗爭(zhēng),然而諾基亞的麻木,黑莓也沒(méi)有抓住機(jī)會(huì),當(dāng)ARM架構(gòu)發(fā)展到足以應(yīng)用到手機(jī)時(shí),結(jié)果被蘋果公司撿了便宜,其瘋狂的營(yíng)銷手段,讓諾基亞和黑莓栽了跟頭,之后Android的誕生更是火上澆油,微軟之后又推出了ARM版的Windows RT,到如今PC銷量不如從前,而今天的新聞,微軟將收購(gòu)諾基亞手機(jī)業(yè)務(wù),ARM也差點(diǎn)革了Intel的命,AMD聲稱也要推出ARM架構(gòu)的CPU。
ARM是英國(guó)的一家半導(dǎo)體公司,全稱Advanced RISC Machines,它不像Intel,自己生產(chǎn)CPU,它只是設(shè)計(jì),授權(quán)技術(shù)給其他公司生產(chǎn)CPU。
ARM架構(gòu)面向的是便攜,高性能,低功耗,低發(fā)熱。以手機(jī)為代表的設(shè)備,只能使用電池提供能量,而且不能使用風(fēng)扇散熱,自然而然,ARM成了趨勢(shì)
說(shuō)到ARM又牽扯出了RISC和CISC,ARM是RISC的代表,CISC的代表自然就是引領(lǐng)x86-32和x86-64平臺(tái)的Intel公司,一般來(lái)說(shuō),RISC將是以后的發(fā)展方向,這里不多說(shuō)
上面講到了CPU的發(fā)展歷程,作為計(jì)算機(jī)理論架構(gòu)的第二主角,存儲(chǔ)器幾乎沒(méi)有提到。
由于早期技術(shù)的原因,出現(xiàn)了2種存儲(chǔ)器,一種稱為RAM,即隨機(jī)存取存儲(chǔ)器,另一種是ROM,即只讀存儲(chǔ)器。
CPU在運(yùn)算過(guò)程中,需要讀取和存儲(chǔ)數(shù)據(jù),RAM充當(dāng)這一角色。但是由于RAM的特性限制,斷電將會(huì)丟失數(shù)據(jù),所以又引入了ROM
所以RAM被稱為內(nèi)存儲(chǔ)器,ROM稱為外存儲(chǔ)器,隨著技術(shù)的發(fā)展,ROM也可以隨意讀寫了,如Nand Flash和Nor Flash
RAM分為2類,SRAM(靜態(tài)RAM)和DRAM(動(dòng)態(tài)RAM)
SRAM速度非???,但容量小且價(jià)格昂貴,一般用作CPU的高速緩存,如S3C2440A內(nèi)置了4KB的SRAM
DRAM在經(jīng)歷異步動(dòng)態(tài)RAM之后被SDRAM所取代,SDRAM全稱同步動(dòng)態(tài)RAM,S3C2440A只能用到SRAM和SDRAM
SDRAM在之后的發(fā)展中,出現(xiàn)了DDR內(nèi)存,叫做DDR SDRAM,全稱雙倍數(shù)據(jù)率同步動(dòng)態(tài)RAM,之后又出現(xiàn)第二代的DDR2 SDRAM,以及第三代的DDR3 SDRAM,下一個(gè)升級(jí)版本是第四代的DDR4 SDRAM
題外話:某計(jì)算機(jī)大國(guó),號(hào)稱自己研發(fā)的超級(jí)計(jì)算機(jī)的速度世界第一,但是居然使用美國(guó)Intel公司的CPU,真是可悲
<完結(jié)>