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  • 如上图所示,数据写入读出都不是同一个口,而且写入后数据是直接到加法器中。这样数据就会变得不好控制,所以需要改进,如下图 注:以触发位控制写入操作。 现实计算机中不仅仅只有几层,如以G为...

    一、RAM存储器

    如上图所示,数据的写入和读出都不是同一个口,而且写入后的数据是直接到加法器中的。这样数据就会变得不好控制,所以需要改进,如下图

    注:以触发位控制写入操作。

    现实计算机中不仅仅只有几层,如以G为单位的存储器,都需要上亿层,所以如何对层进行管理,需要进行如下优化改进

    注:可以通过A0和A1开关来指定楼层,通过W和R开关来指定读写操作。其中的地址译码器构成本质也是个逻辑电路。

    注:每个楼层可以叫做存储单元,所以每层可以读写多少位数据就是该存储单元的位数。而楼层的二进制码表示即为存储地址。

    进一步进行封装后

    注:地址引线A体现了存储单元的数量,数据引线D体现了每次可以读写多少位的数据。如2根地址引线表示可以访问4个存储单元,因为有11、10、01、00这几种地址表示。8根数据引线表示每次可以读写8个位的数据,也说明了该存储器的存储单元是8个位。此外地址引线因为可以直接锁定到楼层,所以这种存储器的速度是很快的,哪怕楼层非常多,这就是所说的直接定位。该存储器速度虽然快,由于核心器件中包含了继电器,所以该存储器一旦断电,就会使得继电器立马弹回,导致会自动复位,回复至初始状态,在该存储器中存储的数据也就不复存在。这就是RAM存储器的特性,速度快,怕断电。在计算机中充当着内存或主存的重要角色。

    二、寄存器

    搭建RAM存储器的时候,对触发器的触发端进行了改造。而对于寄存器来说,只是将触发器的触发端进行简单的连接起来即可,从而共享了同一个信号源。

    封装后

    注:其中选择上升沿或者下降沿触发器都无所谓。

    注:开关CP被点击一次,就会使得数据被移位一次,不停的点,就不停的移位。这就是所谓的循环移位寄存器。

    可以给这个寄存器的构造做成一个跑马灯

    注:不停的点点点,灯泡的亮就会从左往右不停的传递下去。但是这种跑马灯有一个缺陷,就是要守着它去点开关,才能不停的跑起来。所以需要优化一下。

    由于振荡器可以自动的不停的发送脉冲,所以在将振荡器加在开关处。跑马灯的传递速率呢,取决于振荡器的频率。普通D型触发器搭建的寄存器,循环是不可控的。而边沿触发器搭建的寄存器,可以通过控制振荡器的频率,来控制循环的速率,达到可控的效果。

    跑马灯封装后

    寄存器是计算机的心脏,没有寄存器,计算机是跑不起来的。

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  • 先明白定义再说区别和原理: <br />1、程序存储器(program storage)  在计算机存储器中专门用来存放程序、子程序一个区域。 <br />2、指令寄存器(IR ):用来保存当前正在执行一条...

    先明白定义再说区别和原理:


    1、程序存储器(program storage)
      在计算机的主存储器中专门用来存放程序、子程序的一个区域。

    2、指令寄存器(IR ):用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时,先把它从内存取到数据寄存器(DR)中,然后再传送至IR。指令划分为操作码和地址码字段,由二进制数字组成。为了执行任何给定的指令,必须对操作码进行测试,以便识别所要求的操作。指令译码器就是做这项工作的。指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码后,即可向操作控制器发出具体操作的特定信号。

    3、程序计数器(PC):为了保证程序(在操作系统中理解为进程)能够连续地执行下去,CPU必须具有某些手段来确定下一条指令的地址。而程序计数器正是起到这种作用,所以通常又称为指令计数器。在程序开始执行前,必须将它的起始地址,即程序的一条指令所在的内存单元地址送入PC,因此程序计数器(PC)的内容即是从内存提取的第一条指令的地址。当执行指令时,CPU将自动修改PC的内容,即每执行一条指令PC增加一个量,这个量等于指令所含的字节数,以便使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址。由于大多数指令都是按顺序来执行的,所以修改的过程通常只是简单的对PC加1。
      当程序转移时,转移指令执行的最终结果就是要改变PC的值,此PC值就是转去的地址,以此实现转移。有些机器中也称PC为指令指针IP(Instruction Pointer)

    4、地址寄存器:用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。由于在内存和CPU之间存在着操作速度上的差别,所以必须使用地址寄存器来保持地址信息,直到内存的读/写操作完成为止 。
      当CPU和内存进行信息交换,即CPU向内存存/取数据时,或者CPU从内存中读出指令时,都要使用地址寄存器和数据缓冲寄存器。同样,如果我们把外围设备的设备地址作为像内存的地址单元那样来看待,那么,当CPU和外围设备交换信息时,我们同样使用 地址寄存器和数据缓冲寄存器。 

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  • 这篇日志讲得主要是寄存器和存储器(这里指是RAM)区别,之后才是重点,说说我对外设片内RAM地址映射理解。如果你学过模电并且基本是醒着上课话那你可以潇洒得路过了,对于那些本科期间不甚逃课人本人...

    这篇日志讲得主要是寄存器和存储器(这里指的是RAM)的区别,之后才是重点,说说我对外设的片内RAM地址映射的理解。如果你学过模电并且基本是醒着上课的话那你可以潇洒得路过了,对于那些本科期间不甚逃课的人本人表示钦佩。

          由于大学期间极其讨厌硬件,所以我们系跟硬件最相关的两门课组成原理和数字逻辑我都是睡过去的……在此先对组织表示下忏悔,顺便哀悼一下那逝去的青春……好吧,开始正题。

    寄存器与存储器的区别

          现代的计算机主要包括三级存储,寄存器、内存储器和外存储器,存储数据的速率也依次递减。(外存储器不在本次讨论之中,姑且略过不讲)我们不妨将寄存器和内存储器都抽象成一个大的数组,其中的每个元素都有一个字节(8位)大小,CPU寻址的时候就是以该元素为最小单位完成的。如前一个元素的地址是0x1FFFFFF0的话,那么下一个元素的地址就是0x1FFFFFF1。我们可以理解为硬件构成上寄存器和内存储器也都是由一个8位大小的元器件线性排列组成的,地址对应着上面讲到的数组中元素的地址。到这里也许你能明白我的意思了,抛开存储速率不谈,对面向软件开发的人来说寄存器和内存储器结构可以看作是相同的,那它们有什么不同呢?

          当然是存储速率不同了!先别骂街……速率只是表面现象,寄存器与内存本质的区别还是物理结构的不同,寄存器是有DFF(D触发器)构成的;内存储器有MOS门和TTL门两种构成。它们之间的具体区别跳过不讲,我只想让你知道二者之间在寻址原理上都是相同的!

    外设内存映射机制

          说到映射大家可能就会想到函数映射,脑海里会有一个画面:左边一个集合中的某个元素“射”出一条带箭头的直线指向右边的集合的某个元素。如果你高数或离散数学再好一点儿的话会想到单射、双射、满射、恒等映射(你要是这个都想到了,那你牛B!)……其实外围设备的内存映射原理是一样的,只不过左边的集体变成了CPU,右边的集合变成了外围设备,那条带箭头的线就是连接CPU和外设地址引脚的地址总线。

          要知道,一个开发板的CPU地址引脚并不是所有的都与内存元器件相连的,如果该板上有外设(如一块独立显卡),那么CPU就需要分出一些引脚来与该外设的地址引脚相连,相当于将一部分内存寻址的空间分给了外设,那不相当于CPU分出去地址寻址空间为空?非也,一般的外设为了加快处理速度都有自己的片内RAM(比如说显存,你也知道显存对显卡性能的重要性),分出去的地址空间也就与片内RAM物理连接起来,这样CPU就能像访问内存一样去访问外设的片内RAM,这也就是所谓的内存映射(当然内存映射在程序设计中还有别的意思,但是这里的话,你懂的……)。

          上面讲的都是RAM,那寄存器呢?之前啰哩啰嗦讲寄存器与内存的区别就是为了这里,我们得出的结论是二都在寻址原理上都是相同的,那寄存器看成是RAM不就行了!一样一样一样的!

          其实这个知道了就很简单,但是当初我还懵懂的时候却天真的以为CPU先改变内存中的值,再通过一种什么神奇的机制让外设的RAM也变成相同的值……唉,没文化真可怕!

          到此为止了,洗洗睡了……

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  • 这篇日志讲得主要是寄存器和存储器(这里指是RAM)区别,之后才是...现代计算机主要包括三级存储,寄存器、内存储器和外存储器,存储数据速率也依次递减。(外存储器不在本次讨论之中,姑且略过不讲)我们不妨

          这篇日志讲得主要是寄存器和存储器(这里指的是RAM)的区别,之后才是重点,说说我对外设的片内RAM地址映射的理解。如果你学过模电并且基本是醒着上课的话那你可以潇洒得路过了,对于那些本科期间不甚逃课的人本人表示钦佩。
         .寄存器与存储器的区别

          现代的计算机主要包括三级存储,寄存器、内存储器和外存储器,存储数据的速率也依次递减。(外存储器不在本次讨论之中,姑且略过不讲)我们不妨将寄存器和内存储器都抽象成一个大的数组,其中的每个元素都有一个字节(8位)大小,CPU寻址的时候就是以该元素为最小单位完成的。如前一个元素的地址是 0x1FFFFFF0的话,那么下一个元素的地址就是0x1FFFFFF1。我们可以理解为硬件构成上寄存器和内存储器也都是由一个8位大小的元器件线性排列组成的,地址对应着上面讲到的数组中元素的地址。到这里也许你能明白我的意思了,抛开存储速率不谈,对面向软件开发的人来说寄存器和内存储器结构可以看作是相同的,那它们有什么不同呢?

          当然是存储速率不同了!先别骂街……速率只是表面现象,寄存器与内存本质的区别还是物理结构的不同,寄存器是有DFF(D触发器)构成的;内存储器有MOS门和TTL门两种构成。它们之间的具体区别跳过不讲,我只想让你知道二者之间在寻址原理上都是相同的!

    .外设内存映射机制

          说到映射大家可能就会想到函数映射,脑海里会有一个画面:左边一个集合中的某个元素“射”出一条带箭头的直线指向右边的集合的某个元素。如果你高数或离散数学再好一点儿的话会想到单射、双射、满射、恒等映射(你要是这个都想到了,那你牛B!)……其实外围设备的内存映射原理是一样的,只不过左边的集体变成了CPU,右边的集合变成了外围设备,那条带箭头的线就是连接CPU和外设地址引脚的地址总线。

          要知道,一个开发板的CPU地址引脚并不是所有的都与内存元器件相连的,如果该板上有外设(如一块独立显卡),那么CPU就需要分出一些引脚来与该外设的地址引脚相连,相当于将一部分内存寻址的空间分给了外设,那不相当于CPU分出去地址寻址空间为空?非也,一般的外设为了加快处理速度都有自己的片内 RAM(比如说显存,你也知道显存对显卡性能的重要性),分出去的地址空间也就与片内RAM物理连接起来,这样CPU就能像访问内存一样去访问外设的片内 RAM,这也就是所谓的内存映射(当然内存映射在程序设计中还有别的意思,但是这里的话,你懂的……)。

     

          上面讲的都是RAM,那寄存器呢?之前啰哩啰嗦讲寄存器与内存的区别就是为了这里,我们得出的结论是二都在寻址原理上都是相同的,那寄存器看成是RAM不就行了!一样一样一样的!

          其实这个知道了就很简单,但是当初我还懵懂的时候却天真的以为CPU先改变内存中的值,再通过一种什么神奇的机制让外设的RAM也变成相同的值……唉,没文化真可怕!

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  • 主要是关于通用寄存器存储器部件完整实验报告,整个报告内容比较完整
  • 调用ALU模块、寄存器堆模块本实验所实现的存储器模块,编写一个顶层模块,完成Ri θ (addr) → Rj操作。尝试编写代码,仿真调试通过。
  • 第二章 寄存器在 CPU 中:...不同的 CPU,寄存器的个数、结构不同。8086CPU 有 14 个寄存器,分别是:AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、CS、SS、DS、ES、PSW。2.1 通用寄存器8086CPU 的上一代 CPU 中的寄存器都是 ...
  • S3C44B0X内置LCD控制器作用是将显示缓存(在系统存储器中)LCD数据传输到外部LCD驱动器,并产生必须LCD控制信号。它支持灰度LCD彩色LCD。在灰度LCD上,使用基于时间抖动算法(time-...
  • 程序计数器PC的位数 ...指令寄存器的位数 由指令长度决定,而指令又有半字长、单子长、双字长、多字长的长度类型,所以长度不确定。(这里的字长是机器字长)。 通用寄存器的位数 取决于机器字长的位数。 ...
  • CPU的组成和存储器的原理

    千次阅读 2019-03-22 23:29:07
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  • 发现也不是很难,总线什么的在计组里都有了,在这就不说了,专门将寄存器的知识点总结了下,对于寻址方式指令,我也会抽时间整理出来,整理的过程真的是受益匪浅,也希望我整理的知识点对大家有帮助。
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    本文参考自白中英老师主编《计算机组成原理》。 对存储器的常见要求: ...高速缓冲存储器(CPU内的寄存器) 特点: 高速小容量半导体存储器 作用: 快速存取,以便使存取速度CPU运算速度相匹
  • 计算机组成原理 3.2存储器的层次结构 体现两个层次 Cahe-主存 解决CPU主存速度不匹配问题 主存-辅存 解决存储系统容量问题 主要 目的: 解决系统大容量,高速度低成本3个相互制约矛盾。 原因:cpu...
  • 存储器 CPU执行指令,存储器系统为CPU存放指令和数据 ...随机访问存储器:(random-access memory,RAM)静态(SRAM),作为高速缓存存储器和; 动态(DRAM),作为主存或者帧缓冲区; SRAM>DRAM。 非易失性存
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空空如也

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存储器和寄存器的原理