談談ISA，CPU和SOC
著名：原文發表於智聯網事微信公眾號(iotthings), 作者在大型SOC外企工作六年，歡迎相關市場開發人員聯絡交流。
經常使用微控制器開發應用的軟體工程師，大部分時候不會留意CPU和SOC的區別，對ISA就更是不清楚，本文，本文將介紹ISA, CPU 和SOC的區別及相關的技術。
（一） ISA， CPU及SOC的概念
我們先以最近火熱的華為 Mate20主控麒麟980舉例：華為的麒麟980是一款處理器（SOC, System on a chip），其基於ARM Cortex-A76微架構（CPU,Central processing unit），而Cortex-A76是基於ARM公司的ARMv8.2-A指令集架構(ISA,Instruction SetArchitecture)設計的。這裡我們可以看到，從ISA到SOC，類似從一塊地到樓房一樣基於關係，ISA是基礎，CPU是處理核心，而SOC是系統。
（二） ISA，指令集體系結構
ISA（Instruction-Set Architecture）是計算機的一個抽象模型描述，它做為計算機硬體及軟體的一個服務介面，定義了一個硬體程式設計工程師(CPU設計師)設計需要的資訊，包括
支援的資料型別
儲存體系，暫存器及其對應的操作(定址，讀寫)
指令集及指令集編碼
輸入輸出模型
基於一個ISA實現的處理器(CPU）效能可能不同，但是，其軟體支援的執行程式碼是可以相容的。目前常見的兩種指令集架構包括CISC(Complex Instruction Set Computer) 和RISC (Reduced Instruction Set Computer）。針對CISC及RISC的更多技術知識，可以參考文章
《RISC與CISC（精簡指令集與複雜指令集）比較》
https://blog.csdn.net/u010275850/article/details/46129071
基於CISC的指令集有：X86
基於RISC的指令集有：PowerPC，MIPS,SPARC
（三） CPU，中央處理器
CPU(Center Processing Unit)是基於ISA具體的硬體實現，其一般包括輸入輸出單元，控制單元，運算單元及儲存單元。比如大家通常說的Cortex-M3就是一個CPU，其實現的指令集是ARMv7-M。CPU之於ISA就好比圖紙與實物。關於ARM指令集與Cortex-Mx系列的對應關係及相關介紹，可以參考下面的文章
《分清Cortex-M系列處理器指令集》
https://blog.csdn.net/chenhaifeng2016/article/details/70314238
（四） SOC，片上系統
SOC（System On Chip），在使用微控制器的時候，大家通常會談到一些資源，比如Flash, RAM, ADC,PWM,AES,Timer等等，這些就是SOC的片上外設，所以SOC是基於CPU，加上外設後實現的。所以同樣基於Cortex-M3，Cortex-M4的處理器，其外設部不一樣，原因之一就是SOC可以選擇配套對應的CPU外設。SOC也就是我們常說的微控制器(MCU)了
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