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CPU体系结构原型及其用途

如今,所有“智能”设备(包括计算机,电话,设备,工具,车辆和其他电子系统)都由中央处理器(CPU)控制。了解CPU体系结构和组件使用对于设计和构建驱动产品系列的PCBA至关重要,这些产品已经成为我们生活中如此重要的元素。

CPU到底是什么?

在电子学中,术语有时会被模糊不清所笼罩。在描述处理单元时,确实是这样。因此,一些定义将有助于解释什么是中央处理器(CPU)及其在大多数应用程序中的作用。

定义:

处理器

处理器是控制或驱动较大的电子电路或系统的功能的电子组件或设备的通用术语。

微处理器(MPU)

微处理器是一种电子设备,通常是IC,它包括诸如算术逻辑单元(ALU),堆栈,存储器以及控制或处理单元之类的处理元件。

中央处理器(CPU)

术语“中央处理单元”可与处理器和MPU互换使用,表示执行电子系统处理活动的单元,组件或设备。

正如这些定义所表明的那样,CPU可能是一个模糊的名称。但是,CPU通常是计算机中使用的控制设备的首选术语,而术语“处理器”可以指代其他类型的电子系统中用于特定功能控制的设备。

CPU使用率及应用

描述CPU的最熟悉的方法是将其安装在系统的大脑中。更详细的技术说明将CPU描述为解释数据和信息,启动操作并执行指令的组件或设备。为了完成这些任务,CPU由许多内部元素组成,并且有几种类型的CPU。

CPU类型

尽管内部元素和连接性可能因不同的CPU而有所不同,但CPU架构或类型按其内核分类。内核是最小的处理单元,能够执行CPU的所有基本功能。当前有几种常用的体系结构,包括以下几种:

CPU架构

  • 单核
  • 双核的
  • 四核
  • 六核
  • 八核
  • 十核

许多计算机都配备了负责执行特定操作的多核处理器。例如,一个核心只能执行数学计算。在设计包含CPU的板卡时,核心是影响主板性能的主要因素。

不同CPU架构的制造注意事项

对于包含CPU的主板(例如母板),在遵守CM定义的制造限制的同时,必须考虑几个因素以适应CPU体系结构 DFM 和 DFA 准则。

设计制造用CPU板的要点

  • 应用良好的接地设计技术。

CPU板通常包含多种信号类型,这需要信号完整性设计最佳实践,例如组件类型隔离。而对于多信号板,应使用良好的接地以最大程度地减少干扰。

  • 执行热模拟。

CPU始终是高温设备。因此,重要的是要考虑散热和分布在设计过程中。通过在设计过程中进行热仿真和分析,制造商可以确保热量充分散布并从板上散发出去。

  • 考虑电路板的去面板化要求。

由于CPU板所需的外部连接数量,制造商可以考虑 去面板化 在设计过程中,确保不违反电路板间隙规则。

 

所有电路板设计均应遵循 制造优化清单以确保您的内置板在结构上完好并符合使用寿命要求。但是,对于CPU板,应特别注意上面列出的要点。

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