⑴ 做芯片需要学编程吗
做芯片设计需要一定的编程基础,但并不需要掌握所有编程语言和技能。
在芯片设计中,通常需要使用专门的设计工具和编程语言,比如硬件描述语言(HDL)和Verilog语言等
用于描述芯片电路的逻辑和功能。
对于芯片设计工程师来说,掌握基本的编程思想和技能是非常有帮助的,
比如掌握面向对象的编程思想、掌握数据结构和算法等。
这些能力可以帮助芯片设计工程师更好地理解芯片电路的逻辑和功能,并在设计过程中处拦罩理复杂的问题。
另外,还需要了解计算机系统的基本知识,比如数字电路和计算机组成原理中衡乱等,
以便更好地理解和设计芯片电路。因此,虽然编程不是做芯片设计的唯一技能,
但掌握一些编程基础知识对于芯片设计工程师来说是非卖档常重要的。
⑵ 芯片 如何运算的
中央处理器(CPU,Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
中央处理器主要包括运算器(算术逻辑运算单元,ALU,ArithmeTIc Logic Unit)和高速缓冲存储器(Cache)及实现它们之间联系的数据(Data)、控制及状态的总线(Bus)。它与内部存储器(Memory)和输入/输出(I/O)设备合称为电子计算机三大核心部件。
CPU是在特别纯净的硅材料上制造的。一个CPU芯片包含上百万个精巧的晶体管。人们在一块指甲盖大小的硅片上,用化学的方法蚀刻或光刻出晶体管。因此,从这个意义上说,CPU正是由晶体管组合而成的。简单而言,晶体管就是微型电子开关,它们是构建CPU的基石,你可以把一个晶体管当作一个电灯开关,它们有个操作位,分别代表两种状态:ON(开)和OFF(关)。这一开一关就相当于晶体管的连通与断开,而这两种状态正好与二进制中的基础状态“0”和“1”对应!这样,计算机就具备了处理信息的能力。
其实,所有电子设备都有自己的电路和开关,电子在电路中流动或断开,完全由开关来控制,如果你将开关设置为OFF,电子将停止流动,如果你再将其设置为ON,电子又会继续流动。晶体管的这种ON与OFF的切换只由电子信号控制,我们可以将晶体管称之为二进制设备。
如果能够将任意数字准确的用算盘上的珠子的状态变化进行表示,并且能正确的读出算盘上珠子状态所表示的数字,那就具备了使用算盘进行计算的入门要求。那么接下类我们详细了解一下cpu晶体管为什么会计算。
cpu晶体管为什么会计算
CPU的计算方式像算盘,算盘是打上多一个,打下来少一个,晶体管的开关用1和0表示,以二进制的方法来计算和读取结果,算盘则是直接数,表达方式不同而已,但无论是算盘或cpu计算,都不能直接乘除,只能加减,乘以几就加几次,除以几就减几次。
感谢数学和数学家,数学让这个世界变得逻辑透明,数学家让我们明白这一切,cpu的逻辑单元依靠改变电平高低显示0和1两个状态,当几十个乃至几亿个逻辑单元并排,就能依靠读取电平状态得到很大的二进制数据1100010101…001010,这是计算的基础,对于简单数学1+1或者2+(-1),按照二进制进位计算就好,复杂计算怎么办12345*54321,化乘法为加法,化除法为减法,ok,那更复杂的函数计算呢,感谢傅立叶变换,任何周期函数都可以看作是正余弦函数的叠加,原理不在这里解释,反正记住因为各种数学工具,平方开方微分积分,数据都能换成加法计算,当然,算法不同也决定了效率不同,这个是后话了,回到问题,cpu就是这么在集成电路里面掰手指,然后自然而然的给了21世纪新的发展动力
理解这个问题,首先你要具备一定的数电知识,CPU是由晶体管组成的,利用晶体管可以很轻易的搭建与门,或门,非门,这一点毋庸置疑吧,然后利用这些逻辑们就可以组成各种触发器,这一点也不用多解释,数电的基础内容,然后利用触发器进一步组成移位寄存器等,到这里,你就可以轻易的组建一个加法器,减法器了,数字用0,1表示,对应到电路中就是高电平和低电平,至于乘法和除法,最基本的运算单元也是加减法,到了这里,具备了基本的四则运算,也就具备了信息处理能力,无非就是用一定的规则组成成不同的0和1,当你动手焊接出一个加法器的时候,你就彻底明白了。
计算是对人来说的,晶体管才不会知道什么叫计算,他们只有两种状态,高电平和低电平,也就是通常所说的0和1,晶体管通过不同的组合形成大的输入输出元件,这些元件再通过组合形成逻辑电路,这就说我们说的运算基础,逻辑电路再组合就形成运算电路,运算电路集成到一起形成CPU,再配合时钟,就是我们所说的计算!所以计算是对整个CPU来说的,不是单一的晶体管!