關鍵詞：處理器，集成電路，芯片，CPU，GPU，FPGA，ASIC，DSP。
計算機領域常用的處理器，有中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、現場可編程邏輯門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)、數字信號處理(DSP)芯片等。以下是對不同類型的處理器的簡單說明：
●CPU(Central Processing Unit)。CPU是一塊超大規模的集成電路，主要包括算術邏輯運算單元(Arithmetic Logic Unit，ALU)、控制單元(Control Unit)、高速緩沖存儲器(Cache)和動態隨機存取存儲器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)，及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態的總線(Bus)。CPU作為通用處理器，兼顧計算和控制，其中70％的晶體管用來構建存儲器和控制單元，以處理復雜邏輯和提高指令的執行效率，真正的計算單元ALU只占了CPU結構中較小的一部分。因此，CPU的計算通用性強，可以處理的計算復雜
度高，但計算性能一般。
●GPU(Graphics Processing Unit)。GPU擅長做類似圖像處理的並行計算，GPU能夠提供大量的計算單元(多達幾千個計算單元)和大量的高速內存，可以同時對很多數據進行並行處理。GPU中的晶體管更多用於計算單元，其邏輯控制單元與CPU相比較為簡單，且一個邏輯控制單元對應多個計算單元，所以要想使計算單元充分並行起來，必然要求處理的算法本身復雜度較低，且處理的數據之間相互獨立，這樣才能充分發揮GPU的計算能力。
●DSP(Digital Signal Processor)芯片。DSP芯片的內部采用程序和數據分開的哈佛結構，具有硬件乘法器和多功能運算單元，廣泛采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可以用來快速的實現各種數字信號處理算法。
●ASIC(Application Specific Integrated Circuit)。ASIC是為了某種特定的需求而專門定制的芯片，目前主流的ASIC是CPLD（復雜可編程邏輯器件）和FPGA（現場可編程邏輯陣列），它們的共性是都具有用戶現場可編程特性，都支持邊界掃描技術，但兩者在集成度、速度以及編程方式上具有各自的特點。ASIC的特點是面向特定用戶的需求，品種多、批量少，要求設計和生產周期短，它作為集成電路技術與特定用戶的整機或系統技術緊密結合的產物，與通用集成電路相比具有體積更小、重量更輕、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強、成本降低等優點。
●FPGA(Field Programmable Gate Array)。FPGA是一種高性能、低功耗的可編程芯片，可以根據客戶定制來做針對性的算法設計，並且可以重復編程。FPGA與CPU的不同在於FPGA無法應對沒有被編程過的指令。編程方式一旦確定，FPGA就只能根據被編程的處理邏輯和方式來處理特定的數據輸入。但這樣的架構換來的是FPGA內部幾乎全是計算單元，因此FPGA的實際運算能力會強得多，尤其是在運行簡單但重復性高的任務的時候。並且由於省去了CPU的取指和譯碼兩個步驟，FPGA重復運行相同代碼的效率得到了極大的提高。
●CPLD(Complex Programmable Logic Device)。CPLD采用EEPROM設計復雜的可編程邏輯器件。它更適合於小型門數設計，由於它的結構不太復雜，延遲是可以預測的，並且是非易失性的。CPLD通常用於簡單的邏輯應用程序。它只包含幾個邏輯模塊，但更大——達到100個。
FPGA和CPLD都是編程ASIC器件，但有如下區別：
①CPLD更適合完成各種算法和組合邏輯，FPGA更適合於完成時序邏輯。換句話說，FPGA更適合於觸發器豐富的結構，而CPLD更適合於觸發器有限而乘積項豐富的結構。
②CPLD的連續式布線結構決定了它的時序延遲是均勻的和可預測的，而FPGA的分段式布線結構決定了其延遲的不可預測性。
③在編程上FPGA比CPLD具有更大的靈活性。CPLD通過修改具有固定內連電路的邏輯功能來編程，FPGA主要通過改變內部連線的布線來編程；FPGA可在邏輯門下編程，而CPLD是在邏輯塊下編程。
④FPGA的集成度比CPLD高，具有更復雜的布線結構和邏輯實現。
⑤CPLD比FPGA使用起來更方便。CPLD的編程采用E2PROM或FASTFLASH技術，無需外部存儲器芯片，使用簡單。而FPGA的編程信息需存放在外部存儲器上，使用方法復雜。
⑥CPLD的速度比FPGA快，並且具有較大的時間可預測性。這是由於FPGA是門級編程，並且CLB之間采用分布式互聯，而CPLD是邏輯塊級編程，並且其邏輯塊之間的互聯是集總式的。
⑦ 在編程方式上，CPLD主要是基於E2PROM或FLASH存儲器編程，編程次數可達1萬次，優點是系統斷電時編程信息也不丟失。CPLD又可分為在編程器上編程和在系統編程兩類。FPGA大部分是基於SRAM編程，編程信息在系統斷電時丟失，每次上電時，需從器件外部將編程數據重新寫入SRAM中。其優點是可以編程任意次，可在工作中快速編程，從而實現板級和系統級的動態配置。
⑧CPLD保密性好，FPGA保密性差。
⑨一般情況下，CPLD的功耗要比FPGA大，且集成度越高越明顯。
參考文獻：
1、專利文獻CN109936472A