[科普中国]-专用指令集处理器

专用指令集处理器（英语：application-specific instruction-set processor, ASIP）是系统芯片设计中的一个组件。专用指令集处理器的指令集是针对特定的应用而设计的。借助这样的特殊设计方式，专用指令集处理器具有通用型中央处理器的灵活性和专用集成电路的性能。

简介专用指令集处理器（英语：application-specific instruction-set processor, ASIP）是系统芯片设计中的一个组件。专用指令集处理器的指令集是针对特定的应用而设计的。借助这样的特殊设计方式，专用指令集处理器具有通用型中央处理器的灵活性和专用集成电路的性能。某些专用指令集处理器的指令集为可配置的。通常，处理器核心分为两部分：一个为“静态”逻辑部分，它定义了最小指令集架构；另一个为“可配置”逻辑部分，这部分允许设计人员自行配置新的指令集。对后者的配置与现场可编程逻辑门阵列的编程、专用集成电路芯片的综合过程类似。1

系统芯片系统芯片（英语：System on Chip，缩写：SoC）是一个将电脑或其他电子系统集成到单一芯片的集成电路。系统芯片可以处理数字信号、模拟信号、混合信号甚至更高频率的信号。系统芯片常常应用在嵌入式系统中。系统芯片的集成规模很大，一般达到几百万门到几千万门。

尽管微控制器通常只有不到100 kB的随机存取存储器，但是事实上它是一种简易的、功能弱化的单芯片系统，而“系统芯片”这个术语常被用来指功能更加强大的处理器，这些处理器可以运行Windows和Linux的某些版本。系统芯片更强的功能要求它具备外部存储芯片，例如有的系统芯片配备了闪存。系统芯片往往可以连接额外的外部设备。系统芯片对半导体器件的集成规模提出了更高的要求。为了更好地执行更复杂的任务，一些系统芯片采用了多个处理器核心。1

中央处理器中央处理器（英语：CentralProcessingUnit，缩写：CPU），是计算机的主要设备之一，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。计算机的可编程性主要是指对中央处理器的编程。中央处理器、内部存储器和输入/输出设备是现代电脑的三大核心部件。1970年代以前，中央处理器由多个独立单元构成，后来发展出由集成电路制造的中央处理器，这些高度收缩的组件就是所谓的微处理器，其中分出的中央处理器最为复杂的电路可以做成单一微小功能强大的单元。

中央处理器广义上指一系列可以执行复杂的计算机程序的逻辑机器。这个空泛的定义很容易地将在“CPU”这个名称被普遍使用之前的早期计算机也包括在内。无论如何，至少从1960年代早期开始(Weik 1961)，这个名称及其缩写已开始在电子计算机产业中得到广泛应用。尽管与早期相比，“中央处理器”在物理形态、设计制造和具体任务的执行上有了极大的发展，但是其基本的操作原理一直没有改变。

早期的中央处理器通常是为大型及特定应用的计算机而定制。但是，这种昂贵的为特定应用定制CPU的方法很大程度上已经让位于开发便宜、标准化、适用于一个或多个目的的处理器类。这个标准化趋势始于由单个晶体管组成的大型机和微机年代，随着集成电路的出现而加速。IC使得更为复杂的中央处理器可以在很小的空间中设计和制造（在微米的数量级）。中央处理器的标准化和小型化都使得这一类数字设备和电子零件在现代生活中的出现频率远远超过有限应用专用的计算机。现代微处理器出现在包括从汽车到手机到儿童玩具在内的各种物品中。1

专用集成电路专用集成电路（英语：Application-specific integrated circuit，缩写：ASIC），是指依产品需求不同而客制化的特殊规格集成电路；相反地，非客制化的是应用特定标准产品（Application-specific standard product）集成电路。

专用集成电路是由特定使用者要求和特定电子系统的需要而设计、制造。由于单个专用集成电路芯片的生产成本很高，如果出货量较小，则采用专用集成电路在经济上不太实惠。这种情况可以使用可编程逻辑器件（如现场可编程逻辑门阵列）来作为目标硬件实现集成电路设计。此外，可编程逻辑器件具有用户可编程特性，因此适合于大规模芯片量产之前的原型机，来进行调试等工作。但是可编程逻辑器件在面积、速度方面的优化程度不如全定制的集成电路。

一般专用集成电路的ROM和RAM都在出厂前经过掩膜（MASK），如常用的红外线遥控器发射芯片就是这种芯片。

专用集成电路的特点是面向特定用户的需求，品种多、批量少，要求设计和生产周期短，它作为集成电路技术与特定用户的整机或系统技术紧密结合的产物，与通用集成电路相比具有体积更小、重量更轻、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。1

本词条内容贡献者为:

吴晨涛 - 副研究员 - 上海交通大学