1.4 CPU和SoC的區別及外圍設備的概念

1.4.1　CPU和SoC的區別

CPU是計算機的運算和控制核心。CPU包括兩部分，一部分是運算器，另一部分是控制器。

單片系統（System on Chip，SoC）是用于完成一個具體的功能的集合。把系統的功能集成在一個芯片上就是SoC，其中包含CPU、存儲器、各種外圍設備（又稱外部設備，簡稱外設）等。

下面通過圖1-1、圖1-2來直觀地了解CPU與SoC的區別。

圖1-1

圖1-2

早期的系統如圖1-1所示，底板由一塊印制電路板（Printed Circuit Board，PCB）組成，這個系統全部的功能都集中在一塊PCB上實現。在芯片剛研制出來的時候，由于當時半導體工藝的限制，其集成度是非常低的，內存和外圍設備等都沒有集成到芯片內部，想要組成一個系統，就需要將CPU、內存、通信接口等通過PCB走線在PCB上實現，所以這種系統看起來會很龐大。我們見到的老式電子設備上面就有非常多的這樣的芯片，這其實就是在PCB上實現的。

SoC如圖1-2所示，底板由一個芯片組成，這個系統是在一個芯片上實現的。隨著半導體工藝的不斷進步，我們可以把之前放在PCB上的許多芯片都集成在一個芯片里，然后形成能實現具體功能的SoC。

以上就是CPU與SoC最本質的差別。隨著時代的發展，現在市場上已經幾乎沒有純粹的CPU了，大多都是SoC。

1.4.2　外圍設備

外圍設備簡稱外設，一般是指連在CPU以外的硬件設備。這是在CPU發展過程中遺留下來的概念。芯片處于CPU階段的時候，系統需要外接各種設備（如串行端口，簡稱串口）才能實現功能，所以這些CPU之外的設備統稱為外設。雖然現在芯片的發展處于SoC階段，大部分實現系統功能的設備都集成到了芯片內部，但是這個概念延續了下來，所以我們一般把集成到芯片內部的設備稱為“內部外設”。現在仍有在外部的外設，例如網卡、音頻編解碼器等，我們一般把它們稱為“外部外設”。目前芯片的發展方向之一就是將所有外設集成到內部。

學習裸機開發就是學習SoC的內核（CPU，表現為匯編指令集）和各種外設的應用，我們會在下文為大家詳細介紹各種外設。