cpu是一塊超大規模的集成電路,是一臺計算機的運算核心和控制核心。西門子CPU模塊由控制單元、操作單元、存儲單元等幾個主要部分組成。它的根本任務就是執行指令,對計算機來說最終都是一串由“0”和“1”組成的序列。
CPU模塊的主要組成單元有下面這些:
1、控制單元
控制單元是整個CPU的指揮控制中芯。通過指令寄存器IR、指令譯碼器ID和操作控制器OC來協調整個計算機的有序工作是非常重要的。它根據用戶預先編好的程序,依次從存儲器中取出每條指令,放入指令寄存器IR,通過指令解碼(分析)來確定要執行的操作,然后由操作控制器OC根據所確定的時序向相應部件發送微操作控制信號。OC的控制邏輯包括拍頻脈沖發生器、控制矩陣、時鐘脈沖發生器、復位電路和啟停電路。
2、操作單元
它是算法的核心??梢詧绦兴阈g運算(包括加法和減法乘法器及其附加運算等基本運算)和邏輯運算(包括移位、邏輯測試或兩值比較)。與控制單元相比,操作員接收控制單元的指令并采取行動。也就是說,由操作單元執行的所有操作都由控制單元發送的控制信號引導,因此它是執行部分。
3、存儲單元
CPU模塊的存儲單元包括CPU片上緩存和寄存器組,是CPU中數據臨時存儲的地方。它保存等待處理的數據或已處理的數據。CPU訪問寄存器的時間比訪問內存的時間短。通過寄存器的使用,可以減少CPU訪問內存的次數,從而提高CPU的工作速度。然而,由于芯片面積和集成度的限制,寄存器組的容量不大。寄存器組可分為特殊寄存器和一般寄存器。專用寄存器的功能是固定的,相應的數據是分開存儲的。通用寄存器應用廣泛,可由程序員值定。通用寄存器的數量因微處理器而異。
西門子CPU模塊具有以下4個方面的基本功能:
1.指令順序控制
這是指控制程序中指令的執行順序。程序中的各指令之間是有嚴格順序的,必須嚴格按程序規定的順序執行,才能保證計算機工作的正確性。
2.操作控制
一條指令的功能往往是由計算機中的部件執行一序列的操作來實現的。CPU要根據指令的功能,產生相應的操作控制信號,發給相應的部件,從而控制這些部件按指令的要求進行動作。
3.時間控制
時間控制就是對各種操作實施時間上的定時。在一條指令的執行過程中,在什么時間做什么操作均應受到嚴格的控制。只有這樣,計算機才能有條不紊地自動工作。
4.數據加工
即對數據進行算術運算和邏輯運算,或進行其他的信息處理。
