⑴ 做晶元需要學編程嗎
做晶元設計需要一定的編程基礎,但並不需要掌握所有編程語言和技能。
在晶元設計中,通常需要使用專門的設計工具和編程語言,比如硬體描述語言(HDL)和Verilog語言等
用於描述晶元電路的邏輯和功能。
對於晶元設計工程師來說,掌握基本的編程思想和技能是非常有幫助的,
比如掌握面向對象的編程思想、掌握數據結構和演算法等。
這些能力可以幫助晶元設計工程師更好地理解晶元電路的邏輯和功能,並在設計過程中處攔罩理復雜的問題。
另外,還需要了解計算機系統的基本知識,比如數字電路和計算機組成原理中衡亂等,
以便更好地理解和設計晶元電路。因此,雖然編程不是做晶元設計的唯一技能,
但掌握一些編程基礎知識對於晶元設計工程師來說是非賣檔常重要的。
⑵ 晶元 如何運算的
中央處理器(CPU,Central Processing Unit)是一塊超大規模的集成電路,是一台計算機的運算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。
中央處理器主要包括運算器(算術邏輯運算單元,ALU,ArithmeTIc Logic Unit)和高速緩沖存儲器(Cache)及實現它們之間聯系的數據(Data)、控制及狀態的匯流排(Bus)。它與內部存儲器(Memory)和輸入/輸出(I/O)設備合稱為電子計算機三大核心部件。
CPU是在特別純凈的硅材料上製造的。一個CPU晶元包含上百萬個精巧的晶體管。人們在一塊指甲蓋大小的矽片上,用化學的方法蝕刻或光刻出晶體管。因此,從這個意義上說,CPU正是由晶體管組合而成的。簡單而言,晶體管就是微型電子開關,它們是構建CPU的基石,你可以把一個晶體管當作一個電燈開關,它們有個操作位,分別代表兩種狀態:ON(開)和OFF(關)。這一開一關就相當於晶體管的連通與斷開,而這兩種狀態正好與二進制中的基礎狀態「0」和「1」對應!這樣,計算機就具備了處理信息的能力。
其實,所有電子設備都有自己的電路和開關,電子在電路中流動或斷開,完全由開關來控制,如果你將開關設置為OFF,電子將停止流動,如果你再將其設置為ON,電子又會繼續流動。晶體管的這種ON與OFF的切換只由電子信號控制,我們可以將晶體管稱之為二進制設備。
如果能夠將任意數字准確的用算盤上的珠子的狀態變化進行表示,並且能正確的讀出算盤上珠子狀態所表示的數字,那就具備了使用算盤進行計算的入門要求。那麼接下類我們詳細了解一下cpu晶體管為什麼會計算。
cpu晶體管為什麼會計算
CPU的計算方式像算盤,算盤是打上多一個,打下來少一個,晶體管的開關用1和0表示,以二進制的方法來計算和讀取結果,算盤則是直接數,表達方式不同而已,但無論是算盤或cpu計算,都不能直接乘除,只能加減,乘以幾就加幾次,除以幾就減幾次。
感謝數學和數學家,數學讓這個世界變得邏輯透明,數學家讓我們明白這一切,cpu的邏輯單元依靠改變電平高低顯示0和1兩個狀態,當幾十個乃至幾億個邏輯單元並排,就能依靠讀取電平狀態得到很大的二進制數據1100010101…001010,這是計算的基礎,對於簡單數學1+1或者2+(-1),按照二進制進位計算就好,復雜計算怎麼辦12345*54321,化乘法為加法,化除法為減法,ok,那更復雜的函數計算呢,感謝傅立葉變換,任何周期函數都可以看作是正餘弦函數的疊加,原理不在這里解釋,反正記住因為各種數學工具,平方開方微分積分,數據都能換成加法計算,當然,演算法不同也決定了效率不同,這個是後話了,回到問題,cpu就是這么在集成電路裡面掰手指,然後自然而然的給了21世紀新的發展動力
理解這個問題,首先你要具備一定的數電知識,CPU是由晶體管組成的,利用晶體管可以很輕易的搭建與門,或門,非門,這一點毋庸置疑吧,然後利用這些邏輯們就可以組成各種觸發器,這一點也不用多解釋,數電的基礎內容,然後利用觸發器進一步組成移位寄存器等,到這里,你就可以輕易的組建一個加法器,減法器了,數字用0,1表示,對應到電路中就是高電平和低電平,至於乘法和除法,最基本的運算單元也是加減法,到了這里,具備了基本的四則運算,也就具備了信息處理能力,無非就是用一定的規則組成成不同的0和1,當你動手焊接出一個加法器的時候,你就徹底明白了。
計算是對人來說的,晶體管才不會知道什麼叫計算,他們只有兩種狀態,高電平和低電平,也就是通常所說的0和1,晶體管通過不同的組合形成大的輸入輸出元件,這些元件再通過組合形成邏輯電路,這就說我們說的運算基礎,邏輯電路再組合就形成運算電路,運算電路集成到一起形成CPU,再配合時鍾,就是我們所說的計算!所以計算是對整個CPU來說的,不是單一的晶體管!