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  • 目录 一、CPU的结构 1、CPU的功能 2、CPU的寄存器 (1)用户可见寄存器 (2)控制和状态寄存器 3、控制单元和中断系统 二、指令周期 1、指令周期的基本概念 2、CPU 工作周期的标志 3、指令周期的数据流 (1)取指...

    目录

    一、CPU的结构

    1、CPU的功能

    2、CPU的寄存器

    (1)用户可见寄存器

    (2)控制和状态寄存器

    3、控制单元和中断系统

    二、指令周期

    1、指令周期的基本概念

    2、CPU 工作周期的标志

    3、指令周期的数据流

    (1)取指周期数据流

    (2)间址周期数据流

    (3)执行周期的数据流

    (4)中断周期的数据流


    一、CPU的结构

    1、CPU的功能

    (1)取指令

    控制器必须具备能自动地从存储器中取出指令的功能

    (2)分析指令

    分析指令包括两部分内容:其一,分析此指令要完成什么操作,即控制器需发出什么操作命令;其二,分析参与这次操作的操作数地址,即操作数的有效地址。

    (3)执行指令

    执行指令就是根据分析指令产生的“操作命令”和“操作数地址”的要求,形成操作控制信号序列,通过对运算器、存储器以及I/O设备的操作,执行每条指令。

    CPU必须具有控制程序的顺序执行(称指令控制)、产生完成每条指令的控制命令(称操作控制)、对各种操作加以时间上的控制(称时间控制)、对数据进行算术运算和逻辑运算(称数据加工)、处理中断等功能。

    CPU结构图

    2、CPU的寄存器

    CPU中的寄存器大致可分为两类:

    一类属于用户可见寄存器,用户可对这类寄存器编程,以及通过优化使CPU因使用这类寄存器而减少对主存的访问次数;

    另一类属于控制和状态寄存器,用户不可对这类寄存器编程,它们被控制部件使用,以控制CPU的操作,也可被带有特权的操作系统程序使用,从而控制程序的执行。

    (1)用户可见寄存器

    1)通用寄存器

    通用寄存器可由程序设计者指定许多功能,可用于存放操作数,也可作为满足某种寻址方式所需的寄存器。寄存器间接寻址时还可用通用寄存器存放有效地址的地址。

    2)数据寄存器

    数据寄存器用于存放操作数,其位数应满足多数数据类型的数值范围。

    3)地址寄存器

    地址寄存器用于存放地址,其本身可以具有通用性,也可用于特殊的寻址方式。

    4)条件码寄存器

    条件码是CPU根据运算结果由硬件设置的位。将条件码放到一个或多个寄存器中,就构成了条件码寄存器。

    (2)控制和状态寄存器

    MAR:存储器地址寄存器,用于存放将被访问的存储单元的地址。

    MDR:存储器数据寄存器,用于存放欲存入存储器中的数据或最近从存储器中读出的数据。

    PC:程序计数器,存放现行指令的地址,通常具有计数功能。当遇到转移类指令时,PC的值可被修改。

    IR:指令寄存器,存放当前欲执行的指令。

    PSW:程序状态字寄存器,存放条件码和其他状态信息。

    在具有中断系统的机器中还有中断标记寄存器。

    3、控制单元和中断系统

    控制单元(CU)是提供完成计算机全部指令操作的微操作命令序列部件。

    微操作命令序列的形成方法有两种:一种是组合逻辑设计方法,为硬连线逻辑;另一种是微程序设计方法,为存储逻辑

    二、指令周期

    1、指令周期的基本概念

    CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间称为指令周期,也即CPU完成一条指令的时间。

    取指阶段完成取指令和分析指令的操作,又称取指周期;执行阶段完成执行指令的操作,又称执行周期

    由于各种指令操作功能不同,因此各种指令的指令周期是不相同的。

    具有间接寻址的指令周期 就包括 取指周期间址周期执行周期3个阶段,其中间址周期用于取操作数的有效地址,因此间址周期介于取指周期和执行周期之间。
     

    带有中断周期的指令周期如果有请求,CPU则要进入中断响应阶段,又称中断周期。在此阶段,CPU必须将程序断点保存到存储器中。一个完整的指令周期应包括取值、间址、执行、中断4个子周期。

    指令周期的流程

    2、CPU 工作周期的标志

    取指周期是为了取指令,间址周期是为了取有效地址,执行周期是为了取操作数,中断周期是为了保存程序断点。

    这4个周期又可称为CPU的工作周期,为了区别它们在CPU内可设置4个标志触发器。

    FE、IND、EX、INT分别对应取值、间址、执行、中断4个周期,并以“1”状态表示有效,它们分别由1→FE、1→IND、1→EX、1→INT这4个信号控制。

    3、指令周期的数据流

    (1)取指周期数据流

    A、PC中存放现行指令的地址,该地址送到MAR并送至地址总线。

    B、然后由控制部件CU存储器发出读命令,

    C、对应MAR所指单元的内容经数据总线送至MDR,再送至IR,并且CU控制PC内容加1,形成下一条指令的地址。

    (2)间址周期数据流

    A、一旦取指周期结束,CU便检查IR中的内容,以确定其是否由间址操作。

    B、如果需要间址操作,则MDR中指示形式地址的右N位(记作Ad(MDR))将被送到MAR,又送至地址总线。 

    C、此后CU存储器发出读命令,以获取有效地址并存至MDR

    (3)执行周期的数据流

    由于不同的指令在执行周期的操作不同,因此无法用统一数据流图表示。

    (4)中断周期的数据流

    A、CU把用于保存程序断点的存储器特殊地址(如栈指针的内容)送往MAR,并送到地址总线上

    B、然后由CU存储器发写命令,并将PC的内容送到MDR,最终使程序断点数据总线存入存储器

    C、CU还需将中断服务程序的入口地址送至PC,为下一个指令周期的取指周期做好准备。

    计算机组成原理思维导图

    https://blog.csdn.net/huzai9527/article/details/86132009?utm_medium=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.control&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.control

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  • 指令周期: CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间叫指令周期,也即CPU完成一条指令的时间叫指令周期 一般一条完整的指令包括:取指周期、间址周期、执行周期、中断周期。 JMP X:该指令的指令周期只有取指周期...

    指令周期: CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间叫指令周期,也即CPU完成一条指令的时间叫指令周期

    一般一条完整的指令包括:取指周期、间址周期、执行周期、中断周期。

    JMP X:该指令的指令周期只有取指周期。

    ADD X:该指令只有取指周期、执行周期。

    一个指令周期包含的机器周期个数亦与指令所要求的动作有关,如单操作数指令,只需要一个取操作数周期,而双操作数指令需要两个取操作数周期。实际上,不同的指令可以有不同的机器周期个数,而每个机器周期又可包含不同的时钟脉冲个数。 

    取指周期:在取指周期中CPU主要完成两个操作:(1)按程序计数器PC的内容取指令(2)形成后继指令的地址; 

    间址周期:当遇到间接寻址的指令时,由于指令字中只给出操作数有效地址的地址,因此,为了取出操作数,需先访问一次存储器,取出有效地址,然后再访问存储器,取出操作数。

    执行周期:间址周期是取出操作数的有效地址。执行周期是取出操作数,并执行。

    中断周期:当CPU采用中断方式实现主机与I/O交换信息时,CPU在每条指令执行阶段结束前, 都要发中断查询信号,以检测是否有某个I/O提出中断请求。如果有请求,CPU则要进入中断响应阶段,又称中断周期。在这阶段, CPU必须将程序断点保存到存储器中。

     

     

    每个指令的CPU周期不同,每个CPU周期的长度也不同。

     

    机器周期(CPU周期):CPU访问一次内存所花的时间较长,因此用从内存读取一条指令字的最短时间来定义。

    指令周期的每个阶段都是一个机器周期。指令周期中所包含的CPU周期的长度并不是相同的,因此指令周期又有定长CPU周期组成的指令周期,不定长CPU周期组成的指令周期。

    时钟周期:通常称为节拍脉冲或T周期。一个CPU周期包含若干个时钟周期

     

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  • 周期CPU设计与实现原理分析

    千次阅读 2018-07-28 20:35:36
    周期CPU设计与实现原理分析 一.单周期CPU的设计思路 二.单周期CPU的模块实现 ① Instruction Memory指令存储器的设计 ② ALU算术逻辑单元的设计 ③ PC程序计数器的设计 ④ Control Unit控制单元 ⑤ Data ...


    单周期CPU设计与实现原理分析

    一.单周期CPU的设计思路

    ①基础模块:
    a.Instruction Memory指令存储器,用作CPU指令的存储与输出
    b.ALU算术逻辑单元,用作CPU内部各项逻辑运算
    c.PC程序计数器,负责管理CPU指令地址,并保存当前指令地址
    d.Control Uint控制单元,用作控制各个指令相对应的控制信号
    e.Data Memory数据存储器,用作存储ALU的计算结果或寄存器组中的数据,或者输出其所存储的数据
    f.Register File 寄存器组,根据指令存储和读取相对应地址中的数据。
    g.Sign, zero Extension 位宽扩展单元,用作将16-bit位宽的立即数扩展为32-bit位宽的有符号数或无符号数
    ②顶层模块:
    a.SCPU模块,将各基础模块的逻辑输出进行逻辑连接,实现数据和信号的联通

    二.单周期CPU的模块实现

    ① Instruction Memory指令存储器的设计

    指令存储器的功能是存储读入的所有32-bit位宽的指令,根据程序计数器PC中的指令地址进行取指令操作并对指令类型进行分析,通过指令类型对所取指令的各字段进行区分识别,最后将对应部分传递给其他模块进行后续处理。
    1.设计流程图
    这里写图片描述
    2.设计核心
    这里写图片描述
    读取指令:指令存储器中每个单元的位宽为8-bit,也就是存储每条32-bit位宽的指令都需要占据4个单元,所以第n(n大于或等于0)条指令所对应的起始地址为4n,且占据第4n,4n+1,4n+2,4n+3这四个单元。取出指令就是将这四个单元分别取出,因为指令的存储服从高位指令存储在低位地址的规则,所以4n单元中的字段是该条指令的最高8位,后面以此类推,并通过左移操作将指令的四个单元部分移动到相对应的位置,以此来得到所存指令。

    ② ALU算术逻辑单元的设计

    ALU算术逻辑单元的功能是根据控制信号从输入的数据中选取对应的操作数,根据操作码进行运算并输出结果与零标志位。
    1.设计流程图
    这里写图片描述
    2.设计核心
    a.ALU逻辑运算部分:在其中任意操作数或者操作码发生变化时,根据模块内操作码的输入,选择对应逻辑运算并执行计算出结果,至于逻辑运算的具体实现参照上述表2记录。
    这里写图片描述
    b.ALU输出部分:若ALU所得输出结果result为0,则将zero标志位设为1,否则设为0。
    这里写图片描述
    c.操作数选择部分:两者输入其实都是二选一多路选择器模块,唯一的区别就在于A操作数的选择存在一个5-bit位宽的sa偏移量输入,所以在输入端口上有一点不同。
    这里写图片描述
    这里写图片描述

    ③ PC程序计数器的设计

    PC程序计数器用于存放当前指令的地址,当PC的值发生改变的时候,CPU会根据程序计数器PC中新得到的指令地址,从指令存储器中取出对应地址的指令。在单周期CPU的运行周期中,PC值的变化是最先的,而且是根据PCSrc控制信号的值选择指令地址是要进行PC+4或者跳转等操作。若PC程序计数器检测到Reset输入信号为0时,则对程序计数器存储的当前指令地址进行清零处理。
    1.设计流程图
    这里写图片描述
    这里写图片描述
    上图是PC指令计数器的关键部分设计流程图,主要实现当前指令的存储和指令的跳转;而下图则是指令地址计算模块,本质上是一个三选一的多路选择器,根据不同的PCSrc控制信号选择不同的跳转方式得到下一个指令地址。
    2.设计核心
    a.PC当前指令地址记录和跳转部分:是CPU指令运行的总控中心,用以确定当前需要执行的指令的地址,并且在CLK上升沿或者Reset下降沿到来的时候来实现对下一个地址的跳转或者对当前地址的重置。
    这里写图片描述
    b.PC跳转地址计数部分:通过Control Unit控制模块分析指令得到的PCSrc信号量来确定下一步指令地址的跳转方式,然后将其转变为逻辑操作实现对下一个指令地址的计算。这其中需要注意以下几点:
    (1)在进行PC值的操作时,要注意I型指令中beq与bne的立即数为16位,经过扩展后传入程序计数器中时为32位,但J型指令j的立即数为26位,所以这两个立即数不能混用,需要分别设置两个输入端口;
    (2)在进行跳转时,因为指令存储单元总是8-bit位宽,每条指令占据的单元数总是4个,所以指令地址总是4的倍数,为了可以记录更多的地址,因此无论是beq指令、bne指令还是j指令在操作时都需要左移2位。但是在处理j指令产生的立即数时,因为指令中的立即数已经直接取出了要跳转地址的第2位到第27位作为addr的值,已经直接实现了右移,所以在得到的新地址的最后两位我们需要重新为其添上两个0进行2位左移来还原正确的新地址(如下图所示);
    (3)在CPU的内部通路图中,PC+4,跳转与数据选择器三个模块是分开的,但这样操作会需要更多的逻辑连接,增加顶层模块逻辑连接的复杂度,且它们在功能上和设计上相近,本质上属于同个功能板块,所以设计成一个综合的PC跳转地址计数模块可以更加简化我们的CPU设计。
    这里写图片描述

    ④ Control Unit控制单元

    控制单元通过输入的zero零标志位与当前指令中对应的指令部分来确定当前整个CPU程序中各模块的工作和协作情况,根据CPU运行逻辑,事先对整个CPU中控制信号的控制,以此来达到指挥各个模块协同工作的目的。
    1.设计流程图
    这里写图片描述
    2.设计核心
    控制信号的逻辑控制实现:控制单元的信号输出是根据实验原理中给出的各个CPU指令与控制信号的关系表实现的,并通过化简真值表实现更高效地信号控制。
    这里写图片描述

    ⑤ Data Memory数据存储器

    数据存储器是CPU的数据管理中心,在时钟下降沿到来的时候负责将CPU执行过程中得到的数据写入到对应地址的存储单元内,同时根据控制信号与输入的取值地址输出对应的数据以供CPU执行指令所用。
    1.设计流程图
    这里写图片描述
    2.设计核心
    a.内存数据读取:在数据读取时,先判断mRD控制信号是否为1,如果为1则表明程序需要从内存读取数据,于是可以根据输入的地址(假设数据所对应的地址为n,则该数据所占据的存储单元地址分别为n,n+1,n+2,n+3)将四个单元内的数据取出,再通过左移操作还原整个数据。
    这里写图片描述
    b.内存数据写入:与指令存储器相类似,数据存储器的每个存储单元也为8-bit位宽,所以要将需要存储的32-bit位宽的数据分成四个部分,分别存储到4个对应的存储单元内。在数据存储过程中,我们同样服从高位数据储存在低位地址中的规则,只需注意在读取的时候同样服从该规则即可实现正确的读取。每当时钟信号CLK的下降沿到来时进行判断是否进行数据的写入,如果mWR控制信号为1,则表明需要向数据内存写入数据,所以数据的读取和写入的条件不同。
    这里写图片描述
    c.内存数据的地址:需要执行操作的数据的地址是由ALU模块的输出值决定的,主要与lw和sw两个指令有关。
    这里写图片描述

    ⑥ Register File 寄存器组的设计

    寄存器组中的每个寄存器位宽32-bit,是存放ALU计算所需要的临时数据的,与数据存储器不同,可能会在程序执行的过程中被多次覆盖,而数据存储器内的数据一般只有sw指令才能进行修改覆盖。寄存器组会根据操作码opCode与rs,rt字段相应的地址读取数据,同时将rs,rt寄存器的地址和其中的数据输出,在CLK的下降沿到来时将数据存放到rd或者rt字段的相应地址的寄存器内。
    1.设计流程图
    这里写图片描述
    2.设计核心
    a.读取操作部分:寄存器组在读取时各一个读取结果是rs寄存器中的值,第二个读取的结果是rt寄存器中的值,同样也是为了保持0号寄存器的值为0,所以当所取寄存器为0号寄存器时,值自动取为0。
    这里写图片描述
    b.写入操作部分:在CLK的下降沿到来时进行数据写入,要注意WriteReg不为0且WE为1才能写入,这是为了防止误写入和保持0号寄存器的值为0。
    这里写图片描述
    c.写入地址选择部分:写入地址WriteReg根据控制信号WriteDst控制信号的值确定它是rt字段的地址还是rd字段的地址,本质上是一个二选一多路选择器。
    这里写图片描述

    ⑦ Sign, zero Extension 位宽扩展单元的设计

    位宽扩展单元根据输入的ExtSel控制信号将一个16-bit位宽的立即数扩展为32-bit位宽的有符号数或无符号数。
    1.设计流程图
    这里写图片描述
    2.设计核心
    扩展控制部分:根据ExtSel确定是否为符号扩展,若ExtSel为0则进行0扩展,若为1,则进行符号扩展,符号扩展时,扩展位由待扩展立即数的二进制表示数的首位决定。
    这里写图片描述

    ⑧ 顶层模块的设计

    顶层模块作用为连接各个模块单元的控制信号与数据,实现模块间逻辑连接,进行CLK和清零标志位的输入,并输出Basys3板所需要的数据。
    这里写图片描述

    三.Basys3板设计思路

    Basys3板是单周期MIPs指令CPU的运行载体,它与CPU的时钟信号连接;并且将Reset开关与CPU中的清零信号相联系;最后将CPU运行的结果输出。Basys3板的设计可以分为四个单元:
    a.数码管显示控制单元
    b.二进制数的译码单元
    c.显示数据的选择单元
    d.时钟分频器

    四.Basys3板功能单元实现

    ① 数码管显示控制单元的设计

    Basys3板上的4个7段数码管不能同时显示4个不同的数字,需要通过循环调整其使能端的高低电平来让它们快速交替显示数字,从而达到视觉上同时显示四个不同数字的错觉。数码管显示控制单元通过一个计数器来控制显示顺序。外部CLK的上升沿到来则计数器加1,当计数器值为100,000时计数器清零,并且四个数码管的使能端分别变化。
    1.设计流程图
    这里写图片描述
    2.设计核心
    a.初始化:需要使能端的高低电平初始化,否则计数器第一次开始的时候无法使用case语句进行高低电平的变换,需要额外设置,这会增加代码复杂度。
    这里写图片描述
    b.数码管循环点亮:因为Basys3板的7段数码管是共阳极的,所以高电平为无效,低电平为有效电平,这里我们初始化最左边一位数码管为低电平,等到程序开始第一个上升沿到来就直接开始进入循环,从最右边一位开始显示。
    这里写图片描述

    ② 二进制数译码单元的设计

    译码单元将CPU运算的结果转换成7段数码管中各个数码管显示所需的高低电平信号,该单元的输入为4-bit位宽的二进制数。其中,七段数码管的八个电平控制输出中最高位是小数点的显示信号,但小数点在这次实验中没有用到,所以默认全部设置为1。
    这里写图片描述

    ③ 数据选择单元的设计

    显示数据的选择单元在CPU时钟的上升沿或者下降沿到来时根据当前使能端的高低电平与SW开关的信号确定当前数码管应显示的二进制数字。
    1.设计流程图
    这里写图片描述
    2.设计核心
    数据选择:先根据使能端高低电平来确定需要选择数字在结果中的位置,再进行显示数据的选择。其中newAddress是下一个指令地址,Reg10Out是rs寄存器的值,Reg20Out是rt寄存器的值,WriteData是DB总线的值,CurPC是当前指令地址,instcode是当前指令(rs和rt寄存器的地址实际上是指寄存器端口),ALU_Out是ALU模块的计算所得值。由实验原理可知,显示数据与SW信号的对应关系如下:
    SW_in = 00:显示 当前 PC值:下条指令PC值
    SW_in = 01:显示 RS寄存器地址:RS寄存器数据
    SW_in = 10:显示 RT寄存器地址:RT寄存器数据
    SW_in = 11:显示 ALU结果输出 :DB总线数据。
    这里写图片描述

    ④ 按键控制的设计

    需要设计时钟分频器因为显示管使能端变化的频率应该明显高于CPU的时钟频率,才能够正常显示CPU运算的结果。在设计中,它们相差的倍数为1000倍,并且通过计数器来实现时钟信号的分频。
    1.设计流程图
    这里写图片描述
    2.设计核心
    a.消抖操作:因为Basys3板采用的是机械按键,在按下按键时按键会出现人眼无法观测但是系统会检测到的抖动变化,这可能会使短时间内电平频繁变化,导致程序接收到许多错误的触发信号而出现许多不可知的错误。消抖操作是每当检测到CLK上升沿到来时检测一次当前电平信号并记录,同计数器开始计数,若在计数器达到5000之前电平发生变化,则将计数器清零,若达到5000,则将该记录电平取反输出。
    b.初始下降沿触发:因为程序开始时已经运行第一条指令,为避免跳过第一条指令计算值的写入,我们的输入需要从下降沿开始,因此我们给按键信号取反后再输入。
    这里写图片描述

    五.实验板实现尚存的一点问题

    在按键控制设计中我们已经提到,我们的按键设置是对按键脉冲取反的,即按键一次我们会获得一个先是下降沿后是上升沿的电平脉冲,这导致我们每次按键,都相当于是执行完前一个周期指令的后半个周期,然后再执行后一个周期指令的前半个周期,原理上每次快半个周期。

    经过多次反复的实验验证,在初始情况下,将复位键置为高电平,程序等同于已经执行一个上升沿,而由于wire和reg类型各自的差异,个人始终没有找到方法对时钟控制电平(即对myCLK变量)进行初始化设置,到目前也还没有找到如何避开这个上升沿的方法,大家可以作为解决问题的其中一个突破口。

    综上而言,单周期CPU的设计过程并不算复杂,相信大家只要能稍微花点时间理解一下Verilog的层次结构设计,可以很快完成这一实验。

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  • CPU时钟周期和时钟频率

    万次阅读 多人点赞 2019-03-30 23:22:37
    工作方式而言,CPU 分两种:同步 CPU 和异步 CPU。异步 CPU常见,用途广泛的是同步 CPU 。 既然是同步 CPU,当然就需要有一个同步机制,或者说要有个“主管”来维护同步状态,不然你做一样,我做一样,没有...

    就工作方式而言,CPU 分两种:同步 CPU 和异步 CPU。异步 CPU并不常见,用途广泛的是同步 CPU 。

    既然是同步 CPU,当然就需要有一个同步机制,或者说要有个“主管”来维护同步状态,不然你做一样,我做一样,没有统一协调,那不就乱套了?在计算机中,就是时钟发生器来完成这项工作——不停给芯片发送一个连续的脉冲信号,每一次脉冲到来,芯片内的晶体管就改变一次状态,让整个芯片完成一定任务。统一指挥,完成任务。

    电脑中有许许多多的半导体芯片,这些芯片就是在时钟发生器发送的特定时钟频率下有条不紊进行工作的。
    在这里插入图片描述
    如图,时钟发生器发出的脉冲信号做出周期变化的最短时间称之为震荡周期,也称为 CPU 时钟周期。它是计算机中最基本的、最小的时间单位。

    上面说到,每一次脉冲(即一个震荡周期)到来,芯片内的晶体管就改变一次状态,让整个芯片完成一定任务。一个震荡周期内,晶体管只会改变一次状态。由此,更小的时钟周期就意味着更高的工作频率。

    一秒(1 s)内,震荡周期的个数称为时钟频率,俗称主频。

    不难看出主频和时钟周期的关系:
    时 钟 频 率 ( 主 频 ) = 1 C P U 时 钟 周 期 时钟频率(主频)= \frac{1}{CPU 时钟周期} =CPU1

    由上面的关系不难推出,主频越高,CPU的运算速度就越快

    每一款芯片都有自己的频率极限。因为电脑中的芯片绝大多数属于数字逻辑芯片,数字芯片中众多的晶体管全都工作在开关状态,它们的导通和关断动作无不是按照时钟信号的节奏进行的。如果时钟频率过高,就可能出现晶体管的状态来不及变化的情况,产生死锁或随机性误操作。

    有的 CPU 芯片允许在短时间内提升时钟频率,即俗称的“超频”,以获得更好的性能。当然,如果长时间处于超频状态,将可能对芯片造成 irreparable 损伤。

    注意!主频越高,CPU的运算速度就越快。但主频不等于处理器一秒钟执行的指令条数,因为一条指令的执行可能需要多个时钟周期。

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  • CPU

    千次阅读 2018-03-11 14:39:26
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  • 【笔记】CPU的结构和功能(一)

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  • 06-Minisys-1单周期CPU控制器的设计

    千次阅读 2020-03-19 23:13:08
    一、06-Minisys-1单周期CPU控制器的设计(1) 1.主要内容: 创建一个项目 单周期CPU控制器设计 项目初始文件http://www.njyangqs.com/soc/download/ 2.创建一个项目 先确保初始文件包已安装在C盘的minisys1_class...
  • 周期CPU实验之学习之旅

    千次阅读 2017-04-13 18:16:50
    周期CPU实验设计。这一篇,我们先来学习一些基础知识,主要包括MIPS指令集和Verilog语言。
  • 用csdn查计算机组成原理很久了,但是总是很痛苦,因为各种能运行,我这次闲着把自己写的电路图传上来,参考过网络资源和学校给的数据,但是有的地方我自己没好好学,也解释明白。 先做运算控制器和控制信号自动...
  • 周期CPU实验之实验介绍及分析

    千次阅读 2017-04-29 16:39:11
    周期CPU实验内容及分析。这一篇,将对如何实现单周期CPU进行相关的分析。
  • 前言 对于我们80后来说,最早接触计算机应该是在95年左右,那个时候最流行的一个词语是多媒体。 依旧记得当时在同学家看同学输入几个DOS命令就成功的打开了一个游戏,当时...即便是1+1这种简单的计算都想自己做,1
  • 线程生命周期(状态)

    千次阅读 2019-05-31 19:37:44
    1. 线程生命周期(状态) 当线程被创建并启动以后,它既不是一启动就进入了...尤其是当线程启动以后,它可能一直"霸占"着 CPU 独自 运行,所以 CPU 需要在多条线程之间切换,于是线程状态也会多次在运行、阻塞之间...
  • 华中科技大学计算机组成原理慕课答案

    万次阅读 多人点赞 2020-01-26 00:09:18
    一、单项选择题 1、下列说法中,错误的是( B ) A.固件功能类似软件,形态类似硬件 B.... C....D.计算机系统层次结构中,微程序属于硬件级 ...A....B....C....D....3、CPU地址线数量与下列哪项指标密切相关( ...
  • 之前在讲解新创建进程和idle进程被wake_up_process之后如何被调度器调度的原理,有两个点没有分析的很清楚,就是在这个调度的过程中,如何选择一个cpu来执行调度实体。现在单独拎出来详细分析: 如果EAS feature...
  • 什么是CPUCPU 主要 的功能: CPU 运行过程: 什么是X86 ,X86的CPU类型有哪些 什么是ARM ,CPU类型有那些 复杂指令集(CISC)与 精简指令集(RISC)之争 鲲鹏云是什么 ? 前提与背景 : 偶然机会在某链接...
  • CPU 执行程序的秘密,藏在了这 15 张图里

    千次阅读 多人点赞 2020-10-10 23:29:52
    前言 代码写了那么多,你知道 a = 1 + 2 这条代码是怎么被 CPU 执行的吗? 软件用了那么多,你知道软件的 32 位和 64 位之间的区别吗?再来 32 位的操作系统可以运行在 64 位的...知道也不用慌张,接下来就循序渐进..
  • CPU 读取「程序计数器」的值,这个值是指令的内存地址,然后 CPU 的「控制单元」操作「地址总线」指定需要访问的内存地址,接着通知内存设备准备数据,数据准备好后通过「数据总线」将指令数据传给 CPUCPU 收到...
  • cpu上去问题总结

    2020-07-27 16:51:29
    近期,在12服务器上测试时发现,多线程工具开满核后,cpu只能占到50%,占上去。故今天花了一天的时间,专门解决cpu上去的问题。 说明:查看系统CPU负载及使用率的命令为:top vmstat top 命令:查看进程级别...
  • CPU架构:CPU架构详细介绍

    万次阅读 多人点赞 2020-04-25 10:12:43
    1概述 CPU架构是CPU商给CPU产品定的一个规范,主要目的是为了区分不同类型的CPU。...不同品牌的CPU,其产品的架构也相同,Intel、AMD的CPU是X86架构,IBM公司的CPU是PowerPC架构,ARM公司的CPU是ARM架构,国...
  • CPU的结构和功能——指令流水及中断系统

    千次阅读 多人点赞 2019-01-01 17:29:31
    CPU结构 (一)CPU的功能 想了解CPU的结构,首先要知道CPU的功能。然后讨论什么样的结构能够为CPU提供相应的功能。CPU由运算器和控制器组成。 1、控制器的功能 取指令,把指令从内存单元中取出 分析指令,对...
  • CPU调度算法

    千次阅读 2020-08-16 19:03:01
    最近在看操作系统,总结一下CPU的调度算法。...方式:顾名思义,按照进程就绪的先后顺序使用CPU,可抢占 优点:公平,实现简单 缺点:长进程后面的短进程需要等待很长时间,利于用户体验 改变调度
  • CPU_X86架构和ARM架构入门篇

    千次阅读 2019-12-31 10:49:22
    文章目录脑图视频解读CPU的组成指令集架构: 复杂指令集 (CISC) VS 精简指令集 (RISC)X86架构ARM架构X86架构 VS ARM架构制程工艺64位计算异构计算功耗MIPS架构PowerPC架构 脑图 常见的四大CPU体系结构ARM、X86/...
  • 文章目录单周期处理器特点多周期处理器特点 单周期处理器特点 CPI = 1 以指令为单位,对于每条指令而言,都需要耗费 1 个时钟周期 在物理设计上,cycle time 必须为统一标准,因此 cycle time 取决于耗时最长的...
  • 此为本人在期中临近复习操作系统概念时将手写版...2、CPU-I/O区间周期:锦程之星由CPU执行核I/O等待周期组成,进程在这两个状态之间切换。锦程之星必须从CPU区间开始,然后I/O与CPU交替,最后通过CPU区间通过系统...

空空如也

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以下不属于cpu工作周期的是