當(dāng)前位置:首頁 > 嵌入式 > 嵌入式硬件
[導(dǎo)讀]中央處理單元(CPU)主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器三部分組成,從字面意思看運(yùn)算器就是起著運(yùn)算的作用,控制器就是負(fù)責(zé)發(fā)出CPU每條指令所需要的信息,寄存器就是保存運(yùn)算或者指令的一些臨時(shí)文件,這樣可以保證更高的速度。

中央處理單元(CPU)主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器三部分組成,從字面意思看運(yùn)算器就是起著運(yùn)算的作用,控制器就是負(fù)責(zé)發(fā)出CPUÿ條指令所需要的信息,寄存器就是保存運(yùn)算或者指令的一些臨時(shí)文件,這樣可以保證更高的速度。

CPU有著處理指令、執(zhí)行操作、控制時(shí)間、處理數(shù)據(jù)四大作用,打個(gè)比喻來說,CPU就像我們的大腦,幫我們完成各種各樣的生理活動(dòng)。因此如果û有 CPU,那ô電腦就是一堆廢物,無法工作。移動(dòng)設(shè)備其實(shí)很復(fù)雜,這些CPU需要執(zhí)行數(shù)以百萬計(jì)的指示,才能使它向我們期待的方向運(yùn)行,而CPU的速度和功率效率是至關(guān)重要的。速度影響用戶體驗(yàn),而效率影響電池壽命。最完美的移動(dòng)設(shè)備是高性能和低功耗相結(jié)合。

CPU架構(gòu)是CPU廠商給屬于同一系列的CPU產(chǎn)品定的一個(gè)規(guī)范,主要目的是為了區(qū)分不同類型CPU的重要標(biāo)示。

在計(jì)算世界中,“體系結(jié)構(gòu)”一詞被用來描述一個(gè)抽象的機(jī)器,而不是一個(gè)具體的機(jī)器實(shí)現(xiàn)。 一般而言,一個(gè)CPU的體系結(jié)構(gòu)有一個(gè)指令集加上一些寄存器而組成。

從CPU發(fā)明到現(xiàn)在,有非常多種架構(gòu),從我們熟悉的X86、ARM,到不太熟悉的MIPS、IA64,它們之間的差距都非常大。但是如果從最基本的邏輯角度來分類的話,它們可以被分為兩大類,即所ν的“復(fù)雜指令集”與“精簡指令集”系統(tǒng),也就是經(jīng)常看到的“CISC”與“RISC”。

“指令集”與“體系結(jié)構(gòu)”這兩個(gè)術(shù)語是同義詞。x86、ARM、MIPS算是是目前最常見也相對最知名的處理器架構(gòu)。 ·

x86架構(gòu)

x86或80x86是英特爾首先開發(fā)制造的一種微處理器體系結(jié)構(gòu)的泛稱。該系列較早期的處理器名稱是以數(shù)字來表示,并以“86”作為結(jié)β,包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486,因此其架構(gòu)被稱為“x86”。

x86架構(gòu)于1978年推出的Intel 8086中央處理器中首度出現(xiàn),它是從Intel 8008處理器中發(fā)展而來的,而8008則是發(fā)展自Intel 4004的。8086在三年后為IBM PC所選用,之后x86便成為了個(gè)人電腦的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái),成為了歷來最成功的CPU架構(gòu)。 8086是16λ元處理器;直到1985年32λ元的80386的開發(fā),這個(gè)架構(gòu)都維持是16λ元。接著一系列的處理器表示了32λ元架構(gòu)的細(xì)微改進(jìn),推出了數(shù)種的擴(kuò)充,直到2003年AMD對于這個(gè)架構(gòu)發(fā)展了64λ元的擴(kuò)充,并命名為AMD64。后來Intel也推出了與之兼容的處理器,并命名為Intel 64。兩者一般被統(tǒng)稱為x86-64或x64,開創(chuàng)了x86的64λ時(shí)代。

Intel早在1990年代就與惠普合作提出了一種用在安騰系列處理器中的獨(dú)立的64λ架構(gòu),這種架構(gòu)被稱為IA-64。IA-64是一種嶄新的架構(gòu),和x86架構(gòu)完全û有相似性。

x86架構(gòu)是重要地可變指令長度的CISC。字組(word, 4字節(jié))長度的內(nèi)存存取允許不對齊內(nèi)存λ址,字組是以低λ字節(jié)在前的順序儲(chǔ)存在內(nèi)存中。向后相容性一直都是在x86架構(gòu)的發(fā)展背后一股驅(qū)動(dòng)力量(設(shè)計(jì)的需要決定了這項(xiàng)因素而常常導(dǎo)致批評,尤其是來自對手處理器的擁護(hù)者和理論界,他們對于一個(gè)被廣泛認(rèn)為是落后設(shè)計(jì)的架構(gòu)的持續(xù)成功感到不解)。但在較新的微架構(gòu)中,x86處理器會(huì)把x86指令轉(zhuǎn)換為更像RISC的微指令再予執(zhí)行,從而獲得可與RISC比擬的超標(biāo)量性能,而仍然保持向前兼容。

如今,我們面前的PC機(jī)基本都是x86架構(gòu)計(jì)算機(jī)。如果你想嘗試其他架構(gòu)的計(jì)算機(jī),首先要考慮的是是否放棄Windows系統(tǒng)。(注:Windows 8 起,微軟開始支持x86和ARM兩種架構(gòu)) ·

ARM架構(gòu)

ARM架構(gòu)(過去稱作進(jìn)階精簡指令集機(jī)器(Advanced RISC Machine),更早稱作Acorn RISC Machine)是一個(gè)32λ元精簡指令集(RISC) 中央處理器(processor)架構(gòu),其廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)(embedded)設(shè)計(jì)。由于節(jié)能的特點(diǎn),ARM處理器非常適用于移動(dòng)通訊領(lǐng)域,符合其主要設(shè)計(jì)目標(biāo)為低耗電的特性。在今日,ARM家族占了所有32λ元嵌入式處理器75%的比例[1],使它成為占全世界最多數(shù)的32λ元架構(gòu)之一。ARM處理器可以在很多消費(fèi)性電子產(chǎn)品上看到,從可攜式裝置(PDA、移動(dòng)電話、多ý體播放器、掌上型電玩,和計(jì)算機(jī))到電腦周邊設(shè)備(硬盤、桌上型·由器)甚至在導(dǎo)彈的彈載計(jì)算機(jī)等軍用設(shè)施中都有他的存在。在此家族中衍伸的重要產(chǎn)品還包括Marvell的XScale架構(gòu)和德州儀器的OMAP系列。

ARM架構(gòu)包含了下述RISC特性:

1、讀取/儲(chǔ)存 架構(gòu)。

2、正交指令集(任意存取指令可以任意的尋址方式存取數(shù)據(jù)Orthogonal instruction set)

3、大量的16 × 32-bit 寄存器陣列(register file)。

4、固定的32 bits 操作碼(opcode)長度,降低編碼數(shù)量所產(chǎn)生的耗費(fèi),減輕解碼和流水線化的負(fù)擔(dān)。

5、大多均為一個(gè)CPU周期執(zhí)行。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡稱"軟通動(dòng)力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉