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西門子CPU模塊的基本組成及原理

發(fā)布時間: 2021-04-25  點擊次數(shù): 1490次
  西門子CPU模塊是一塊超大規(guī)模的集成電路,是一臺計算機的運算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。中央處理器主要包括運算器(算術(shù)邏輯運算單元,ALU,ArithmeTIc Logic Unit)和高速緩沖存儲器(Cache)及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)(Data)、控制及狀態(tài)的總線(Bus)。它與內(nèi)部存儲器(Memory)和輸入/輸出(I/O)設(shè)備合稱為電子計算機三大核心部件。
 
  西門子CPU模塊的基本結(jié)構(gòu):
 
  從功能上看,一般CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為:控制單元、邏輯運算單元、存儲單元(包括內(nèi)部總線和緩沖器)三大部分。其中控制單元完成數(shù)據(jù)處理整個過程中的調(diào)配工作,邏輯單元則完成各個指令以便得到程序較終想要的結(jié)果,存儲單元就負(fù)責(zé)存儲原始數(shù)據(jù)以及運算結(jié)果。渾然一體的配合使得CPU擁有了強大的功能,可以完成包括浮點、多媒體等指令在內(nèi)的眾多復(fù)雜運算,也為數(shù)字時代加入了更多的活力。
 
  邏輯部件
 
  英文Logic components;運算邏輯部件。可以執(zhí)行定點或浮點算術(shù)運算操作、移位操作以及邏輯操作,也可執(zhí)行地址運算和轉(zhuǎn)換。
 
  寄存器
 
  寄存器部件,包括寄存器、專用寄存器和控制寄存器。 通用寄存器又可分定點數(shù)和浮點數(shù)兩類,它們用來保存指令執(zhí)行過程中臨時存放的寄存器操作數(shù)和中間(或較終)的操作結(jié)果。 通用寄存器是中央處理器的重要部件之一。
 
  控制部件
 
  英文Control unit;控制部件,主要是負(fù)責(zé)對指令譯碼,并且發(fā)出為完成每條指令所要執(zhí)行的各個操作的控制信號。
 
  其結(jié)構(gòu)有兩種:一種是以微存儲為核心的微程序控制方式;一種是以邏輯硬布線結(jié)構(gòu)為主的控制方式。
 
  微存儲中保持微碼,每一個微碼對應(yīng)于一個較基本的微操作,又稱微指令;各條指令是由不同序列的微碼組成,這種微碼序列構(gòu)成微程序。中央處理器在對指令譯碼以后,即發(fā)出一定時序的控制信號,按給定序列的順序以微周期為節(jié)拍執(zhí)行由這些微碼確定的若干個微操作,即可完成某條指令的執(zhí)行。
 
  簡單指令是由(3~5)個微操作組成,復(fù)雜指令則要由幾十個微操作甚至幾百個微操作組成。

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