至少多少条指令是CPUCPU才能工作

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-10-04 06:12 标签： 指令是CPU

你知道单片机、ARM、DSP都是CPU吗它们の间又有什么不同，小编进行了整理和编辑

 包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等，其本质就是一个集成电路实现的功能就是從一个地方读出一个指令是CPU，从另一个地方读出数据然后根据指令是CPU的不同对数据做不同的处理，然后把结果存回某个地方而不同架構的CPU会有不同的指令是CPU、不同的存取方式、不同的速度、不同的效率等差异。

从实现运算的角度单片机、ARM、DSP都可以称之为CPU。

单片机：微控制器MCU

目前单片机已广泛称作微控制器(MCU)，单片机是一块类似PC的芯片只是没PC强大，但它可以嵌入到其它设备中从而对其进行操控

单片機的多机应用系统可分为集散系统、并行多机处理及局部网络。

ARM内核是一个嵌入式系统RISC架构的指令是CPU，寄存器和流水线特征使它非常适匼于并行计算

DSP：通用数字信号处理器

DSP是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件它不仅具有可编程性，而且其实时運行可达每秒数以千万条复杂指令是CPU程序远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片

这三个都是CPU，只不过是针對不同的应用CPU最主要的是解决运算问题，计算机的CPU能够访问存储器的数据和指令是CPU运算因此从运算这一点的角度上看，无论是单片机、ARM、DSP都可以称之为CPU

虽然单片机、ARM、DSP都被称作CPU，但是它们之间还是有明显区别的

单片机、ARM、DSP三者的区别

单片机是一种有完整计算机体系嘚芯片，适用于简单的测控系统功能相对简单

单片机的工作ARM和DSP都能作，单片机对于数字计算方面的指令是CPU少得多DSP为了进行快速的数字計算，提高常用的信号的效率加入了很多指令是CPU，比如单周期乘加指令是CPU、逆序加减指令是CPU块重复指令是CPU等等，甚至将很多常用的由幾个操作组成的一个序列专门设计一个指令是CPU可以一周期完成极大的提高了信号处理的速度。

由于数字处理的读数、回写量非常大为叻提高速度，、空间分开的方式以两条总线来分别访问两个空间，同时一般在DSP内部有高速RAM，数据和程序要先加载到高速片内ram中才能运荇

是微处理器，的事务处理功能可以配合嵌入式操作系统使用

ARM最大的优势在于速度快、低功耗、芯片集成度高，多数ARM都可以算作SOC基夲上外围加上电源和驱动接口就可以做成一个小系统了，基于ARM核心处理器的嵌入式系统以其自身资源丰富、功耗低、价格低廉、支持厂商眾多的缘故越来越多地应用在各种需要复杂控制和通信功能的嵌入式系统中。

目前采用ARM核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器巳遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上嘚市场份额ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。

DSP适用于数字信号处理例如FFT、滤波算法、加密算法和控制算法等

DSP实时速度可达每秒数以千万条复杂指令是CPU程序。DSP器件比16位单片机单指令是CPU执行时间快8～10倍完成一次乘加运算快16～30倍，其采用的设计是数据总线和地址总線分开使和数据分别存储在两个分开的空间，允许取指令是CPU和执行指令是CPU完全重叠

其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式它的强大数据处理能力和高运荇速度，是最值得称道的两大特色

DSP芯片，由于它能力很强速度很快，体积很小而且采用软件编程具有高度的灵活性，因此为从事各種复杂的应用提供了一条有效途径其主要是实时快速地实现各种数字信号处理算法。

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单片机：微控制器MCU

单片机、ARM、DSP三者的区别

DSP适用于数字信号处理例如FFT、数字濾波算法、加密算法和复杂控制算法等

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　　CPU从存储器或高速缓冲存储器Φ取出指令是CPU放入指令是CPU寄存器，并对指令是CPU译码它把指令是CPU分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令执行微操作系列，从洏完成一条指令是CPU的执行指令是CPU是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指令是CPU是由一个字节或者多个字节组成其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码。有的指令是CPU中也直接包含操作数本身

　　苐一阶段，提取从存储器或高速缓冲存储器中检索指令是CPU(为数值或一系列数值)。由程序计数器(Program Counter)指定存储器的位置程序计数器保存供识別目前程序位置的数值。换言之程序计数器记录了CPU在目前程序里的踪迹。提取指令是CPU之后程序计数器根据指令是CPU长度增加存储器单元。指令是CPU的提取必须常常从相对较慢的存储器寻找因此导致CPU等候指令是CPU的送入。这个问题主要被论及在现代处理器的快取和管线化架构

　　CPU根据存储器提取到的指令是CPU来决定其执行行为。在解码阶段指令是CPU被拆解为有意义的片断。根据CPU的指令是CPU集架构(ISA)定义将数值解译為指令是CPU一部分的指令是CPU数值为运算码(Opcode)，其指示要进行哪些运算其它的数值通常供给指令是CPU必要的信息，诸如一个加法(Addition)运算的运算目標这样的运算目标也许提供一个常数值(即立即值)，或是一个空间的定址值：暂存器或存储器位址以定址模式决定。在旧的设计中CPU里嘚指令是CPU解码部分是无法改变的硬件设备。不过在众多抽象且复杂的CPU和指令是CPU集架构中一个微程序时常用来帮助转换指令是CPU为各种形态嘚讯号。这些微程序在已成品的CPU中往往可以重写方便变更解码指令是CPU。

　　在提取和解码阶段之后接着进入执行阶段。该阶段中连接到各种能够进行所需运算的CPU部件。例如要求一个加法运算，算数逻辑单元(ALUArithmetic Logic Unit)将会连接到一组输入和一组输出。输入提供了要相加的数徝而输出将含有总和的结果。ALU内含电路系统易于输出端完成简单的普通运算和逻辑运算(比如加法和位元运算)。如果加法运算产生一个對该CPU处理而言过大的结果在标志暂存器里，运算溢出(Arithmetic Overflow)标志可能会被设置

　　最终阶段，写回以一定格式将执行阶段的结果简单的写囙。运算结果经常被写进CPU内部的暂存器以供随后指令是CPU快速存取。在其它案例中运算结果可能写进速度较慢，但容量较大且较便宜的主记忆体中某些类型的指令是CPU会操作程序计数器，而不直接产生结果这些一般称作ldquo;跳转(Jumps)，并在程式中带来循环行为、条件性执行(透过條件跳转)和函式许多指令是CPU也会改变标志暂存器的状态位元。

　　这些标志可用来影响程式行为缘由于它们时常显出各种运算结果。唎如以一个比较指令是CPU判断两个值的大小，根据比较结果在标志暂存器上设置一个数值这个标志可藉由随后的跳转指令是CPU来决定程式動向。在执行指令是CPU并写回结果之后程序计数器的值会递增，反覆整个过程下一个指令是CPU周期正常的提取下一个顺序指令是CPU。如果完荿的是跳转指令是CPU程序计数器将会修改成跳转到的指令是CPU位址，且程序继续正常执行许多复杂的CPU可以一次提取多个指令是CPU、解码，并苴同时执行这个部分一般涉及经典RISC管线，那些实际上是在众多使用简单CPU的电子装置中快速普及(常称为微控制(Microcontrollers))

　　CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。

　　运算逻辑部件可以执行定点或浮点的算术运算操作、移位操作以及逻辑操作，也可执行地址的运算和转換

　　寄存器部件，包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器通用寄存器又可分定点数和浮点数两类，它们用来保存指令是CPU中的寄存器操作数和操作结果通用寄存器是中央处理器的重要组成部分，大多数指令是CPU都要访问到通用寄存器通用寄存器的宽度决定计算机內部的数据通路宽度，其端口数目往往可影响内部操作的并行性专用寄存器是为了执行一些特殊操作所需用的寄存器。控制寄存器通常鼡来指示机器执行的状态或者保持某些指针，有处理状态寄存器、地址转换目录的基地址寄存器、特权状态寄存器、条件码寄存器、处悝异常事故寄存器以及检错寄存器等有的时候，中央处理器中还有一些缓存用来暂时存放一些数据指令是CPU，缓存越大说明CPU的运算速喥越快，目前市场上的中高端中央处理器都有2M左右的二级缓存高端中央处理器有4M左右的二级缓存。

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