更快更省更强性能!市面自主架构SoC一览

【PConline 杂谈】 由于手机产业的高速发展，许多厂商已经不再满足于ARM公版的IP核架构，而是根据其指令集进一步优化架构，以获得更好的性能与能耗比，从而达到更快更省电更性能的目的，而这种架构我们就称之为自主架构，那么市面上面有哪些公司都在开发相应的自主架构，成品有哪些？或者将来我们能看到的有哪些呢？

一、什么是SoC架构？

System on Chip，简称Soc，也即片上系统。从狭义角度讲，它是信息系统核心的芯片集成,是将系统关键部件集成在一块芯片上；从广义角度讲,，SoC是一个微小型系统，如果说中央处理器(CPU)是大脑，那么SoC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。国内外学术界一般倾向将SoC定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上，它通常是客户定制的，或是面向特定用途的标准产品。

SoC有两个显著的特点：一是硬件规模庞大，通常基于IP设计模式；二是软件比重大，需要进行软硬件协同设计。城市相比农村的优势很明显，SoC也有类似城市的特点：配套齐全、交通便利、效率高。

二、市面上自主架构SoC一览

1.苹果A系列处理器：

苹果早年也是采用的ARM公版处理器，但是从苹果A6开始就自行设计SoC架构。苹果A6是属于苹果自己定制的第一个SOC，它不属于常规的cortex a系列架构，严格的说，他不属于A9，更不是A15，而是苹果全新自主开发的架构，当然这个架构还是基于ARM开发，苹果将这个架构取名为Swift，他甚至使用的不是常规的ARMv7指令集，而是基于ARMv7修改得来，苹果同样命名为ARMv7s，此款SoC参数上看起来跟普通的ARMv7没什么区别，但是苹果自己设计的Swift却有超越众多A9高频4核的性能。

目前苹果最新的SoC是搭载在iPhone 6上的苹果A8。Apple A8是苹果公司设计的第二代64位系统单片机（SoC）。在2014年9月9日发布，用于iPhone 6及iPhone 6 Plus。苹果公司宣称它比上代Apple A7在CPU性能高25%，绘图性能高50%，能源效益高50%。

苹果称，A8处理器集成了20亿个晶体管，相比于A7足足翻了一番，但是核心面积反而还小了13％，也就是大约89平方毫米。CPU部分为自家定制的“改良版Cyclone”，上代A7则是“Cyclone”，仍然维持双核心设计，但仍然能够有相当强悍的性能，这让现在动辄四核、八核的Android阵营感到羞愧。

2.高通骁龙系列处理器：

高通早年一直以自主架构闻名，最开始是基于ARMv7的Scorpion架构，随后在骁龙S4系列处理器中开始启用Krait架构。在近两年市场竞争激烈的情况下，高通也开始尝试公版的ARM架构，但是目前又传出消息称高通下一代的Kyro架构也在研发当中，并且将首次应用于骁龙820处理器。

高通在2015年世界移动通信大会（MWC 2015）上利用 Zeroth平台，预演下一代移动体验。Zeroth是高通Technologies的首个认知计算平台，旨在增强终端用户体验，为下一代顶级芯片高通820的处理器提供优化。骁龙820处理器基于领先的FinFET制程工艺，并将采用高通自主定制的64位CPU架构Kryo，预计将于2015年下半年开始出样。

高通的骁龙平台有着与其他处理器供应商与众不同的特点，高通骁龙具备集成通信技术SoC，这大幅度的降低了OEM厂商设计产品的复杂度和成本。从骁龙S4平台问世开始，绝大部分的S4 SoCs皆集成Wi-Fi、GPS/GLONASS和Bluetooth连接能力。此外，骁龙也受惠于先进半导体制造工艺，例如采用28nm制程的S4平台相较于其他使用旧制程的处理器，在电路设计配置、性能和耗能上都获取相当优势。

3.三星Exynos系列处理器：

三星此系列产品线一直都是采用的公版ARM架构，但是目前三星已经开始研发基于ARM v8架构的Morrgens新架构，目前样片已经流出。据悉这款自主架构SoC的代号为“Mongoose”。目前该款SoC已经在KitGuru开发网站、开发库工具GNU Binutils、编译器工具GNU Compiler Collection中均可以查到，这就意味着该款SoC或许已经接近研发完成，并且已经有了样品供软件开发人员进行测试。

三星自主架构“Mongoose”问世

Mongoose在英文中的原意为猫鼬，与我们熟知的高通自主架构Krait（金环蛇）正好是天敌。Mongoose的第一代产品被称为“Exynos M1”，与苹果的Cyclone一样也是基于ARMv8-A指令集修改而来。从初步的测试结果来看，Exynos M1的单核性能较最新的Exynos 7420提升了45%左右，可以说是非常大的性能提升了。如果不出意外，相信明年我们就能够见到。

四、总结

CPU热潮正在衰退，SoC相比CPU有太多的优点，相信最终SoC会越来越流行，所以我们也相信在此之后市面上也会出现更多的SoC。

只有8个引脚的单片机，片上资源丰富、性价比高、只有不到一块钱

说起单片机，大家都想到的是引脚数众多，体积较大，如48引脚的LQFP48、100引脚的LQFP100，40引脚的DIP40等。但是在做一些小项目的时候，需求简单功能不复杂，用多引脚单片机比较浪费，这时候该怎么办？有没有一些不需要太多的片上资源、引脚较少、价格便宜的单片机？

1- 8引脚单片机

ST的8引脚单片机

半导体巨头ST就推出了只有8个引脚的单片机。之前提到8引脚的单片机，大家马上就联想到Microchip，该公司推出的8引脚单片机较早。但是PIC系列的单片机编译器众多，不同系列的单片机需要安装不同的编译器，而且下载器不通用，比较昂贵，如ICD3系列市场价在800-1000左右，这就让很多用户望而却步了。

2-多引脚单片机

ST所推出的8引脚单片机为STM8S001，属于STM8S系列，该单片机将以极高的性价比服务于广大用户。全新的 STM8S001 采用小型工业标准的 SOP8 封装，在内核处理速度、系统控制、存储器大小、通信外设及模拟功能方面实现最佳配置与优化。

单片机的基本参数和参数

该单片机的基本参数如下：

内核和片上资源

内核为STM8，主频16MHz，，三级指令流水线，工作电压2.95-5.5V，5个IO口，有两个定时器，有三种低功耗模式：wait，active-halt，halt。

存储空间

具有8KB的Flash, 1KB的RAM, 128字节 EEPROM。

通信接口和片上资源

具有UART, SPI, I2C各一路，3通道10位ADC，具有5个可配置的外部中断，下载接口为SWIM方式。

3-片上资源

单片机最小系统的搭建

单片机的最小系统包括电源电路、晶振电路、下载电路、复位电路等。STM8S001具有三个可选择的时钟源：1)HSE；2)HSI；3)LSI，如果对时钟频率的精度要求不高可以选择内置时钟。下载接口为SWIM单总线方式可以使用STLINK来实现。其最小系统原理图如下图所示。

4-最小系统电路图

编程环境和下载方式介绍

该芯片的内核为STM8，所以可以使用IAR for STM8，该编程环境专门用于STM8系列单片机，界面清爽，易于操作。

5-IAR Workbench

下载工具使用STLINK-V2即可，只需要和单片机连接SWIM和GND即可，连线简单，还可以实现在线仿真，大大提高代码的调试效率。

6-STM8S001电路板

STM8S001是一款性价比极高的单片机，适用于需求简单、功能不复杂的产品开发，批量价格不到1元钱，大大节省了产品成本。

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