计算机CPU体系架构调研报告

问：CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应该具备哪些主要功能?

1. 答：CPU内部结构上主要由控制器、运算器组成，其中还包括高速缓冲存储器及实现联系的数据、控制总线。控制器是指挥计算机的各个部件按照指令的功能要求协调工作的部件。运算器是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件，主要由算术逻辑部件、通用寄存器组李拍旅和状态寄存器组成。
   CPU功能主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。在计算机体系结构中，CPU是对计算机的所有硬件资源进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元，计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射为CPU的操作。
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   CPU的分类可以按照指令集的方式将其分为RISC和CISC。
   RISC基于集成电路进行设计，不过不同的是它对于指令的数目以及寻址的方式进行了改进，使得实现的更加的容易， 指令的并行的执行程度更加的好，并且编译器的效率也变得越来越高。早期的计算机往往是CISC架构，需要使用较少的机器语言来哪凳完成所需要的计算任务。
   由于人们的需求越来越多，因此将更多的相对复杂指令加入到了指令系统中，这样能够使得计算机变得更加的智能化， 同时这使得计算机贺岩的处理效率有着很大的提升， 这也是RISC形成的原因。
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问：CPU的总线体系主要有那些架构，51单片机、ARM7、DSP分别是什么架构？

1. 答：51单片机： Intel在1981年推出的由8031微控制器芯片改造升级的、使用CISC指令集的、冯诺依曼架构的、8位的8051微控制器。后Intel将8051微控制器的内核授权给其他芯片厂商，使得市面上广泛出现类似于8051的芯片，这种采用8051内核的芯片被简称为51。
   ARM7： 一类采用ARMv3或ARMv4架构的，使用冯诺依曼结构的内核。
   DSP：属数字信号处理器，架构包含CPU/ALU、程序存储器、数据存储器等。其常见架构类型包括增强型 DSP、VLIW 结构、超标量体系结构和SIMD结构混合结构。
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   DSP，这种微处理器具有极高的处理速度。因为应用这类处理器的场合要求具有很高的实时性(Real Time)。比如通过移动电话进行通话，如果处理速度不快就只能等待对方停止说话，这一方才能通话。如果双方同时通话，因为数字信号处理轮态速度不够，就只能关闭信号连接。
   ARM7包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ几种类型。其中，ARM7TDMI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器，主频最高可达130MIPS，采用能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。
   51单片机地址数据线复用，应该是按照空间是否完全重合来辨别。比如PC机的代空间和数据空间是同一空间，所以是冯旁毁氏结构；51由于IO口不够，但代码空间和数据空间是分开的，所以还是哈佛架运桐备构。