什么是逻辑芯片？

逻辑器件
英文全称为：programmable
logic
device
即
PLD。PLD是做为一种通用集成电路产生的，他的逻辑功能按照用户对器件编程来确定。一般的PLD的集成度很高，足以满足设计一般的数字系统的需要。
　　这样就可以由设计人员自行编程而把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不必去请芯片制造厂商设计和制作专用的集成电路芯片了。
　　PLD与一般数字芯片不同的是：PLD内部的数字电路可以在出厂后才规划决定，有些类型的PLD也允许在规划决定后再次进行变更、改变，而一般数字芯片在出厂前就已经决定其内部电路，无法在出厂后再次改变，事实上一般的模拟芯片、混讯芯片也都一样，都是在出厂后就无法再对其内部电路进行调修。

什么是逻辑芯片？三星要为它投资1150亿美元

三星宣布，预计到2030年，将投资133万亿韩元（折合约1150亿美元），用于加强其逻辑芯片业务。

三星表述，他们的目标是到2030年成为逻辑芯片领域的领导者，就像其目前在半导体领域的地位一样。
总投资约为133万亿韩元，其中73万亿将用于研发，60万亿用于基础设施建设，每年平均投资约11万亿韩元。三星公司补充道，这将带来约1.5万个新增就业岗位。
此外，三星已经在其半导体业务上每年投入超过200亿美元，但到目前为止，这些业务主要集中在存储器和显示设备上。

那么逻辑芯片到底是什么呢？为什么三星要为其投资这么多钱？
逻辑芯片还有另外一个名字叫“可编程逻辑器件”（英语：Programmable Logic Device，缩写为PLD）是一种电子零件、电子组件，简而言之也是一种集成电路、芯片。PLD芯片属于数字类型的电路芯片，而非模拟或混合信号（同时具有数字电路与模拟电路）芯片。

PLD与一般数字芯片不同的是：PLD内部的数字电路可以在出厂后再进行规划决定，有些类型的PLD也允许在规划决定后再次进行变更、改变，而一般数字芯片在出厂前就已经决定其内部电路，无法在出厂后再次改变，事实上与一般的模拟芯片、混合信号芯片一样，在出厂后就无法再对其内部电路进行调修。
哈哈，是不是有点蒙？简单地说逻辑芯片出厂之后可以对它的功能进行定制，比如吃饭、说话，走路。而一般的数字芯片，生产的时候规定它是什么，他就只会做什么，比如规定它只会走路，他就只不能走路，无法通过后期需求进行修改让它说话。
对于三星投资133万亿韩元打造逻辑芯片您有什么想说的？

芯片种类很多，即便是行业内人士，也很难对芯片准确分类和全面了解，当前公众对芯片的了解可以说是管中窥豹。本文尝试“拍摄”一套芯片大家族的“全家福”，以便大家对芯片家族有一个全局地了解。其实，这个尝试是挺难的。芯片犹如浩瀚宇宙的繁星，你观察的越仔细，就会发现的越多。数不清，理还乱，是力不从心，别是一番滋味在心头……

集成电路(芯片)应用十分广泛，种类很多，型号十分繁杂。只要出现新的应用需求，就会产生新的芯片。要描绘芯片大家族全貌，首先要对它进行分类。芯片的分类方法可以有许多种，例如按晶体管工作状态、制造工艺、适用性、集成规模、功率大小、封装形式、应用环境、功能用途等进行不同的分类。关注点不同，分类方法也就不同。

本文重点关注芯片中晶体管工作状态和电信号种类，把芯片家族粗略划分为数字电路芯片、模拟电路芯片和数模混合电路芯片、特种电路芯片四大类。

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图1.对芯片大家族的简单分类

一、数字电路芯片

数字电路芯片主要用于计算机和逻辑控制领域，它的工作原理是通过晶体管控制电流的“开”和“关”，来表达数据或信息的“1”和“0”，或者表达逻辑判断的“是”与“非”，所以数字电路也称为开关电路或者逻辑电路。数字电路主要是由工作在开关状态的晶体管组成的。因此，数字电路的规模大小由其中的晶体管多少来分类。数字电路芯片主要包括以下7类。

1.逻辑电路(包括与门、或门、非门、锁存器、移位器、计数器、编码器、译码器、选择器、比较器、运算器等)：逻辑电路芯片国际通用系列有74系列、40系列、54系列、厂家兼容系列、非系列专用电路等。以74系列为例，它的功能型号超过97种，每种型号再加上输入输出数、电源、功耗、速度等不同，又可衍生出4倍以上的品种，总共多达400多个品种。这么多系列加起来，仅仅逻辑电路芯片就已经非常繁杂了。

但是，逻辑电路品种再多，基本上是由与门、或门和非门电路组合而成的，因此，上述系列的电路也称为组合逻辑电路。与门电路用于“几个输入条件同时存在才有结果，否则就无结果”的判断；或门电路用于“几个输入条件只要有一个存在就有结果，都不存在就无结果”的判断；非门电路用于“输入条件存在就无结果，输入条件不存在就有结果”的判断。这些判断和处理组合起来，就可以处理非常复杂的控制和运算问题。

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图2.三种最基本的逻辑芯片

理论上，数量庞大的逻辑电路芯片可以实现目前所有复杂芯片的功能，例如中央处理器(CPU)、微控制器(MCU)、片上系统(SoC)等，更甚者可以实现一个复杂系统的功能，例如电脑、交换机等。只是印刷电路板(PCB)上将要安装成千上万，甚至更多的芯片。早期的电子产品都是这么干的，但今天不需要这么干了。因为今天芯片的集成度很高，许多自成系统的逻辑电路可以集成在芯片内部，一个芯片可以实现很复杂的功能，例如CPU，也可以实现一个完整的系统，例如SoC。所以，今天没有人愿意用大量小芯片实现大系统，因为那样做出来的系统体积很大、可靠性很差、成本也很高。

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图3.一些组合逻辑电路芯片举例

今天的逻辑电路芯片用量已经不大了。就像盖房子可以全部用砖瓦，也可以用一些大型构件，辅助以少量砖瓦，砖瓦用量自然就少了。今天的逻辑电路芯片仅用在小电子产品中，或者用在大系统的通用大芯片之间的连接电路中。

2.通用处理器(CPU、GPU、DSP、APU等)：通用处理器是由海量逻辑电路组成的，它包含了控制、存储、运算、输入输出等部分，形成了一个完整的数据和信息处理系统。它是规模最大、结构最复杂的一类数字电路芯片。(按照通用处理器芯片上可以集成100多亿只晶体管计算，通用处理器大致包含了30多亿个与门、或门、非门电路)。因此，通用处理器被归类为巨大规模集成电路。

通用处理器芯片的特点是按照摩尔定律不断迭代，不断推陈出新，形成了若干个产品系列。例如Intel和AMD的X86系列、IBM的PowerPC系列、MIPS的嵌入式CPU系列和ARM RISC系列等数十个系列。每个系列已生产了20～30多个芯片型号，每个型号的市场平均寿命在2年左右。

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图4.一些通用处理器芯片举例

通用处理器被称为电子产品和信息系统的大脑和中枢。中央处理器(CPU)用于管理、调度和控制电子产品和信息系统各组成部分协调高效工作；图像处理器(GPU)接受CPU管理，但可以独立管理、调度和控制有关图像显示、图形处理的事务；数字信号处理器(DSP)也接受CPU管理，但可以独立完成大量、成批和规整的数据和信息的快速运算和处理；随着人工智能技术快速发展，传统的CPU结构不能适应人工智能系统对信息存储、运算和推理的要求，新型处理器结构创新产品应运而生，百花齐放。这就是人工智能处理器(APU)，代表产品如 IBM公司的 TrueNorth、高通公司的Zeroth、谷歌公司的TPU、微软公司的Brainwave、寒武纪公司的Cambricon-1A、燧原科技的邃思DTU等。

3.存储器(SRAM、DRAM、PROM、Flash等)：存储器是用于存储数据和信息的芯片。其中，可细分为静态存储器(SRAM)、动态存储器(DRAM、LPDDRX)、可编程只读存储器(PROM)、闪速存储器(Flash)和嵌入式存储器(Embedded Memory)等。

SRAM用于电子产品中存储数据，在通电过程保持数据不变，断电后数据丢失；DRAM在通电过程中通过定时刷新保持数据不变，断电后数据丢失；Flash在通电过程中保持数据不变，断电也不丢失；PROM一旦用特殊手段写入数据后，不论通电与否都不会丢失。前两种称为易失性存储器，后两种称为非易失性存储器。以上这几种存储器可以封装成独立的存储器芯片，也可以设计在CPU、MCU、SoC之中,也被称为嵌入式存储器。

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图5.一些存储器芯片举例

根据用途不同，要选择使用不同的存储器，例如，台式电脑断电后数据一般保存在硬盘上，所以大量采用DRAM(DDR、LPDDRX等)，而手机为了永久保持数据(如通信录、照片、音视频等)，就要大量使用Flash芯片。

4.单片系统(SoC)：单片系统就是把一个电子系统全部集成到一颗芯片中。只要给SoC芯片加上电源和少量外部电路，就可以实现一个完整的电子产品或系统的功能。例如音视频播放器(MP4)、汽车导航仪、手机等都可以用一个SoC芯片加少量外部元器件来实现。SoC芯片内部一般由CPU核、嵌入式存储器、I/O接口(按键、触控、USB、WiFi……)等部分组成。SoC芯片是面向具体应用领域而设计的专用系统级芯片，例如用在医疗设备、汽车电子、抄表系统、智能手机、智慧电视等领域，都有适合该领域应用的SoC芯片。SoC芯片不像CPU芯片那样可以跨领域通用，只能在本应用领域内使用。

逻辑芯片又叫可编程逻辑器件，英文全称为：programmable logic device 即 PLD。
PLD是一种通用集成电路产生的，他的逻辑功能按照用户对器件编程来确定。
一般的PLD的集成度很高，足以满足设计一般的数字系统的需要