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请问芯片/模组/开发板的区别与联系是什么？

1427 芯片

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2021-10-27 06:47:06　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × liutiefu 该类别下有 13 个回答。邀请回答 kasdlak 该类别下有 11 个回答。邀请回答 yuxiangxyz 该类别下有 11 个回答。邀请回答 szj0213 该类别下有 10 个回答。邀请回答 dfgsdf 该类别下有 10 个回答。邀请回答 uuwyfsdfsf 该类别下有 10 个回答。邀请回答 fansz 该类别下有 10 个回答。邀请回答 gXDhn 该类别下有 9 个回答。邀请回答剪刀脚该类别下有 9 个回答。邀请回答胡扯123 该类别下有 9 个回答。邀请回答乔伊斯e 该类别下有 9 个回答。邀请回答山中老虎该类别下有 9 个回答。邀请回答哥儿该类别下有 9 个回答。邀请回答悬崖勒马2 该类别下有 9 个回答。邀请回答邓长生该类别下有 8 个回答。邀请回答程序诗人该类别下有 8 个回答。邀请回答 lining870815844 该类别下有 8 个回答。邀请回答 pingnai 该类别下有 8 个回答。邀请回答 fhdgxfvx 该类别下有 8 个回答。邀请回答楼斌该类别下有 8 个回答。邀请回答举报龙献益相关推荐 • 如何将程序烧录到芯片、模组、开发板中？ 4868 • 有哪位大神可以分享一下XR806开发板/模组的资料呢 1236 • 请问有没有开发板能外接蓝牙音响？ 299 • 请问有什么FPGA和无线射频模组方案吗 2512 • DEMO板的作用一级和开发板的区别是？ 490 • 如何选择ESP32的开发板？ 2710 • 如何获取HarmonyOS开发板？鸿蒙开发板全汇总 40031 • 单片机和开发板的区别是什么？ 896 • VOC模组连接单片机开发板没反应，可能是什么原因造成的？ 3742 • MSP430开发板烧录到10975芯片 3975 1个回答

1.从外形说起：

1.1芯片

没错，这块黑色的小硅片就是“芯片”本体（通常比大拇指还小，内部集成了实现特定功能的硬件集成电路）。

1.2模组

由上述芯片研发的模组是这样的：

从外形上来看，模组比芯片亮丽了不少（至少，你可以看见铜箔、引脚），那块黑色的ESP32芯片就在他的内部。
1.3开发板

由上述模组研发的开发板长这样：

是的，开发板上标有ESP-WROOM-32的部件就是上面的“模组”。开发板相比于“模组”又豪华了不少（终于有按键、USB接口、LED灯了），是不是想要马上写个点亮LED灯的程序呢？
2 开发模式

想要点亮LED灯？等等！我们先来聊聊如何将程序烧录到芯片、模组、开发板中。
首先，直接对那块黑黑的“芯片”进行烧录程序是困难的，试想，他连可以连接导线的铜箔引脚都没有，如何接通导线连接电源，如何下载程序？是的，我们不能直接对芯片进行软件开发。
目前，对ESP32进行开发主要有两种模式：模组方式、开发板方式
2.1模组方式：

需要的硬件：一块模组+USB转串口线+杜邦线+焊接工具

实物连接：

2.2开发板方式：

需要的硬件：开发板+一根USB线

实物连接：

你看，开发板模式的开发是不是更加便捷呢？无需自己焊接，用USB线连接开发板即可实现即插即用，开始开发之旅。
3. 硬件资源

通过以上的直观认识，你肯定发现了规律：从芯片→模组→开发板，他们的硬件资源越来越多了，开发板的硬件明显多于另外两者，对开发板开发只需要USB连接电脑即可。
下表给出了他们硬件资源的主要区别:（以上述芯片、模组为参考）

对象硬件资源	时钟源 (电阻、电容组成的振荡器)	Flash （存储代码的主要介质）	接口（如I/O，USB）	UI（人际交互）如（按键、LED、显示屏）
芯片	ⅹ	ⅹ	ⅹ	ⅹ
模组	√	√	ⅹ	ⅹ
开发板	√	√	√	√

还记得单片机/微机原理课上。老师说的单片机运行的最小系统吗？
没错，单片机运行程序的基本条件（也即最小系统）：处理器（CPU芯片）+时钟源+电源+存储器。
时钟源、Falsh作为运行应用程序的基本条件，芯片本身并不具备该条件，因此，芯片本身并不能直接运行应用程序，模组在芯片的基础上，添加了运行程序的“基本条件”（尽管他需要自己焊接到对应的引脚），开发板不仅在模组的基础上满足运行程序的“基本条件”，而且提供了即插即用的接口和人际交互外设。
4.对应关系（一对几）

通过上述知识，你是否有这样的疑问，芯片、模组、开发板之间的对应关系是怎样的呢？
4.1芯片-模组对应关系

请看下图：

发现了吗？
第2、3、4模组，他们使用的芯片都是ESP32-D0WD，即芯片-模组的对应关系是：1-n（1对多），同一款芯片可以研发成不同的模组，那么为什么将同一芯片做成不同模组呢？
从上图你也许发现，使用的芯片相同，但不同模组的Flash大小、天线的材质、模组尺寸是不同的。是的，芯片到模组的演变经历了“定制化、专用化”的过程。模组最终会嵌入到电视、电冰箱、空调等不同的产品中去，对模组的存储空间大小、模组天线材质、模组的大小要求当然不一样。
通常，模组的研发是面向“产品”的，因为，模组研发的最终目的是将模组嵌入到目标产品（如，电视、电冰箱、空调）。ESP32-D0WD芯片提供了实现蓝牙和WiFI功能的内部集成电路，但A公司只需要WiFi功能，为满足A公司的需求，仅将ESP32-D0WD芯片的与WiFi功能相关的引脚引出，制作出一款“WiFi”模组（尽管ESP32-D0WD芯片也可以实现蓝牙功能，但A公司不需要,因此不对外提供ESP32蓝牙功能的接口了）。同理，B公司只需要蓝牙功能，为满足B公司的需求，仅将ESP32芯片的与蓝牙功能相关的引脚引出，制作出一款“蓝牙”模组。（当然，你可以选择同时实现蓝牙和WiFi功能，这样引出的引脚更多，模组体积可能更大，money也更多，所以，成本、功能、尺寸都是需要考虑的因素）
总之，ESP32-D0WD芯片提供了实现蓝牙和WiFI功能的完备硬件集，模组只是选取芯片的部分功能，并通过引出引脚接口提供给用户。
模组的研发过程如下：（从芯片到模组着实经历了一番不小的经历呢）

目前，除了ESP官方提供的模组和开发板，也有其他公司基于ESP官方提供的ESP-32芯片进行模组的开发，即芯片还是那个芯片，对芯片的外加工，如引线布局，时钟源功能电路设计等与官方不同。
4.2 模组-开发板对应关系

发现了吗？一款ESP-WROVER-B模组（板载ESP-D0WD芯片）可以开发出很多开发板：ESP-DevKitC、ESP32-LyraT等
同样，ESP-WROVER-IB模组（板载ESP-D0WD芯片）可以开发出很多开发板：ESP-DevKitC、ESP-WROVER-KIT-VIB等。等等，刚才不是说ESP-DevKitC由ESP-WROVER-B模组研发而来吗？为什么这里又说ESP-WROVER-IB模组开发出的开发板也叫做ESP-DevKitC？
是的，同一模组，可以嵌入到多个不同型号的开发板中。同一型号的开发板也可以使用不同的模组（他们只是名字一样，I/O数量、天线材质等不一样）。因此，模组与开发板（确切的说是开发板型号，不是开发板实体）的对应关系是多对多的关系。
（不同公司需要的I/O种类和数量不同，需要的UI方式也不同，有的需要显示屏，有的只需要LED灯就够了）
实际上，芯片只是“定义”了引脚功能，并未将引脚引出到可供连接的铜箔上，模组将部分引脚引出以供产品连接。
不同模组的功能可能不同，因为他们需要的资源不同，因此引出的引脚不同。
模组是面向“产品”的，最终目的是嵌入到产品内部，成为执行特定功能的模块（这也是模组概念的由来，模组，即执行特定的功能的模块，用于组合到产品中使用）
开发板是面向“测试学习”的，是一个假定的“产品”（你打开一个空调，他内部连接的是一个模组，不是一个开发板），是针对嵌入到其内部的模组，提供快速地学习了解，测试模组性能的工具。因此，开发板可看作模组到产品的一个“中间临时变量”，如下图所示：

我们很难一次性写出完全正确的应用程序代码，因此，尽管最终用到产品中去的是“模组”，但开发板的存在依然重要，在写应用程序时，将错误信息打印到开发板的显示屏上、或者通过LED灯显示程序出错的位置将大大加快开发的进程，保证程序的健壮性。在确保应用程序无误后，去掉代码中的“打印语句”（最终产品可能是一个无显示屏、无LED灯的设备），然后，将代码批量烧录到模组中，就得到执行我们指定应用功能的模组了，最后一步就是嵌入到产品中，成为执行一定功能的模块）。
5. 芯片、模组、开发板与软件资源的对应关系

由上述知识可知，一个芯片可以制定多个模组、一个模组可以嵌入到不同的开发板，一个型号的开发板内部使用的可以是不同的模组。从芯片到开发板，数量是越来越多了！
硬件的使用离不开软件的支持，那么，使用开发板进行学习、测试时的软件开发包（Software Develop Kit，SDK）是否如开发板数量一样很多呢。试想100个开发板对应100个SDK合理吗？
NO，选择合适的开发板已经够累人了，能不能针对我选的开发板快速给我一个SDK？
没问题，用它：ESP-IDF开发包即可。
实际上，ESP32系列的芯片只有一个大的“开发包”，或者说是开发框架（就是上面提到的ESP-IDF），其中包含了实现ESP32系列芯片所有底层功能的软件代码，也就是说，你选择的任意一款ESP32开发板，他对应的软件开发包只有一个：ESP-IDF。那么一个开发包如何兼容不同的开发板呢？ESP-IDF提供了图形化的配置工具：

根据ESP-IDF中的操作指南文档，在工程配置这一步骤中，打开如图所示的配置界面，就可以选择具体的芯片、模组、是否包含显示屏等选项，自动生成能够适用于指定开发板的代码。
是不是很方便尼？
总之，一个软件开发包（SDK）与芯片、模组、开发板的对应关系是一对多的，ESP-IDF开发包适用于所有ESP32系列的开发板。

总结：

1.芯片→模组→产品，是功能不断专用化、硬件资源不断丰富的过程。
2.开发板只是一个“模组→产品”过程中的“临时中间变量”，开发板用于对模组进行学习、测试，最终用到产品中的是烧录测试学习时保留下来代码的模组，而不是开发板。
3.芯片与模组的对应关系是一对多，模组与开发板的对应关系是多对多。
4.模组是面向“产品”的，开发板面向“学习测试”。
5.软件开发包（SDK）与芯片、模组、开发板的对应关系是一对多的，在开发包（ESP-IDF中）针对的是某款芯片的开发，是芯片功能实现的一个完备软件集（如，开发包中包含HTTP协议实现的软件，而你不需要用HTTP，忽略它，只配置使用自己需要的包即可），因此对于不同的开发板选择对应芯片的开发包即可。
6.芯片提供了实现芯片支持的所有功能的内部集成电路硬件资源，SDK提供了实现该芯片的所有功能的底层软件资源。因此，选择一块合适的开发板，只需要从选择一款合适的芯片即可（芯片数量相比于开发板数量少多了），不必大海捞针的去看每一个开发板的硬件手册；然后，依据芯片选择合适的模组；最后，再依据模组选择合适的开发板就可以开始了（至于软件包，你完全不必担心，反正ESP32系列芯片对应的开发包是同一个，即ESP-IDF）。
好了，选择一款自己喜欢的ESP32开发板，大胆的实现你的ideas吧。
（谢谢点赞或收藏）