單周期和多周期專用cpu設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)單周期和多周期專用單周期和多周期專用CPUCPU設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)摘要：隨著CPU技術(shù)發(fā)展的日新月異，我們對(duì)于CPU及其結(jié)構(gòu)的關(guān)注度也越來(lái)越高。本文首先討論單周期專用CPU的內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用有限狀態(tài)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)多周期CPU硬布線控制器的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：硬布線控制器；單周期CPU；多周期CPU；有限狀態(tài)機(jī)隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪胁粩嗷蛉钡囊粋€(gè)組成部

2、分。在經(jīng)濟(jì)全球化和網(wǎng)絡(luò)普及化的今天，計(jì)算機(jī)對(duì)于人們的影響也越來(lái)越大。而作為計(jì)算機(jī)的核心設(shè)備，CPU也在不停地更新?lián)Q代并越來(lái)越受到人們的關(guān)注和重視。多線程、多核理論的產(chǎn)生，使得CPU的革新速度又得到進(jìn)一步的提升。人們對(duì)于利用信息技術(shù)改善工作和生活體驗(yàn)的追求是永無(wú)止境的，就像很多電腦玩家如今雖已在基于雙核或四核CPU的個(gè)人電腦上享受到了更快更強(qiáng)大的操作系統(tǒng)、辦公軟件、3D游戲等應(yīng)用，但這并未影響他們對(duì)未來(lái)的CPU及電腦的憧憬。下面介紹CPU

3、的設(shè)計(jì)技術(shù)。在文獻(xiàn)[2]中，它主要介紹了CPU的功能和內(nèi)部構(gòu)造。中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU），是電子計(jì)算機(jī)的主要設(shè)備之一，它具有指令控制、操作控制、時(shí)間控制、數(shù)據(jù)加工的功能。CPU的基本結(jié)構(gòu)、功能及參數(shù)CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器組和內(nèi)部總線等構(gòu)成。寄存器組用于在指令執(zhí)行過(guò)后存放操作數(shù)和中間數(shù)據(jù)，由運(yùn)算器完成指令所規(guī)定的運(yùn)算及操作。CPU往往采用硬布線邏輯實(shí)現(xiàn)。一般的CPU可分為通用CPU和專用

4、CPU。正如文獻(xiàn)[4]中分析的一樣：通用CPU，顧名思義，就是能夠應(yīng)用于廣闊的領(lǐng)域的CPU。作為通用CPU，理所當(dāng)然強(qiáng)調(diào)它的高性能化和高功能化，以便最普通的大眾也覺(jué)得用得“簡(jiǎn)單”和“順手”。通常，通用CPU的功能只限于CPU的功能，即控制功能和運(yùn)算功能，而將對(duì)輸入輸出管理的功能轉(zhuǎn)移到其他芯片上，從而可以適應(yīng)各種領(lǐng)域。專用CPU對(duì)于通用CPU而言，是一個(gè)可編程處理器，針對(duì)某一特定類型的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。這些特定類型的應(yīng)用具有共同的特點(diǎn)，例如

5、嵌入式控制、數(shù)字信號(hào)處理等，典型的專用處理器有單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器等。在專用處理器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者可針對(duì)現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用對(duì)通用處理器的數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行優(yōu)化，可能是增加專門的功能單元執(zhí)行常用運(yùn)算以及刪除不常用的其他功能單元。硬布線控制器又稱組合邏輯控制器，它將控制部件做成產(chǎn)生專門固定時(shí)序控制信號(hào)的邏輯電路，產(chǎn)生各種控制信號(hào)。這文獻(xiàn)[1]中有詳細(xì)描述：硬布線控制器又稱組合邏輯控制器，以使用最少元件II編譯指令，確定各部件各狀態(tài)下的數(shù)據(jù)通路，模

6、擬出電路圖，在時(shí)鐘周期內(nèi)完成所指定的任務(wù)。將CPU內(nèi)部指令集合并分別在單周期和多周期的條件下進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，這時(shí)我們所需要完成的主要任務(wù)。對(duì)CPU內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的探究，將利于我們更好地看到CPU的作用和未來(lái)發(fā)展方向。CPU發(fā)展日新月異，不難想象，未來(lái)的CPU將是一個(gè)兼?zhèn)涑咝阅?、能效和豐富功能的芯片，這就需要我們?cè)诩夹g(shù)上和結(jié)構(gòu)上同時(shí)革新，才能更好地提升其性能。我們也相信，通過(guò)對(duì)本課題的研究，我們對(duì)于CPU的認(rèn)知也將越來(lái)越詳細(xì)周全。參考文獻(xiàn)

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