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0.6.1 CPU内部结构
2015-12-02 15:10:22     我来说两句
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本文所属图书 > 深入理解8051单片机系统

本书详细介绍了8051单片机的各种功能。主要内容包括8051微控制器、8051汇编语言编程、跳转指令、循环指令、调用指令、I O端口编程、8051寻址方式、算术逻辑指令与程序、8051 C语音编程、8051硬件接线、8051定时  立即去当当网订购

0.6 CPU结构

本节将讨论CPU的内部结构,然后将比较哈佛和冯·诺依曼结构。

0.6.1 CPU内部结构

在一个存储存储器的程序中,提供指令给CPU来完成相应动作,这个动作可以简单地将数据相加,例如工资单数据或控制机器,例如机器人。CPU的功能就是从存储器中取出这些指令后执行。如图0-31所示,为了完成取出和执行的动作,所有CPU中都配有如下资源。


 

1. CPU最重要的资源是寄存器。CPU使用寄存器来暂时存储信息,信息可以是两个要处理的值或是需要从存储器中取来的值的地址。CPU内部的寄存器可以是8位的、16位的、32位的甚至是64位的,这取决于CPU。通常来说,寄存器越多、越大,CPU就越好。但寄存器越多、越大的弊处是会增加CPU的成本。

2. CPU还有称为ALU(算术/逻辑单元)的单元。CPU中的ALU是用于完成算术功能(如加、减、乘、除)以及逻辑功能(如与、或、非)的。

3.每个CPU还有称为程序计数器的单元。程序计数器的功能是指向下一条将要执行的指令。每当指令被执行之后,程序计数器就自增以指向下一条要执行的指令。程序计数器中的内容被传到地址总线上从而可以寻址并取出要执行的指令。在IBM PC中,程序计数器是一个称为IP的寄存器,或者称其为指令指针(instruction pointer)。

4.指令解码器(instruction decoder)的功能是将取到的指令翻译给CPU。可以认为指令解码器就像是一本字典,存储着每个指令的含义,以及当CPU接收到指令时应该采取的步骤。就像字典收录的词语越多则页数也越多一样,CPU能够理解的指令越多则需要设计的晶体管也越多。

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