简介
随着计算机的普及,总有一些名词萦绕在我们耳边,但是当我们细思这些名词的时候却又感觉很笼统。比如芯片架构、内存外存等。此时我们就会想架构是什么?架构不同区别在哪?有内存为何还需要外存?借着此次的分享,简单的对芯片架构做些归纳和总结。
芯片架构是指对芯片的类别和属性的描述。架构一词还和语境有关,提到soc时,一般指嵌入式处理核心的类型。提到X86和arm时,指的是指令集。
CPU是一个解释器,架构是它的算法,寄存器转换级电路(RTL)是算法的实现。更好的架构就是更好的算法。
主流的芯片架构有arm、X86、mips等
Arm是高级精简指令集的简称,是一个32位的精简指令集处理器架构。其架构图如下:
结构说明:
ALU:它有两个操作数锁存器、加法器、逻辑功能、结果以及零检测逻辑构成。
桶形移位寄存器:ARM采用了32&TImes;32位的桶形移位寄存器,这样可以使在左移右移n位、环移n位和算术右移n位等都可以一次完成。
高速乘法器:乘法器一般采用“加一移位”的方法来实现乘法。ARM为了提高运算速度,则采用两位乘法的方法,根据乘数的2位来实现“加一移位”运算;ARM高速乘法器采用32&TImes;8位的结构,这样,可以降低集成度(其相应芯片面积不到并行乘法器的1/3)。
浮点部件:浮点部件是作为选件供ARM构架使用。FPA10浮点加速器是作为协处理方式与ARM相连,并通过协处理指令的解释来执行。
控制器:ARM的控制器采用的是硬接线的可编程逻辑阵列PLA。
特点:
(1)体积小、低功耗、低成本、高性能——ARM被广泛应用在嵌入式系统中的最重要的原因 支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集,能很好的兼容8位/16位器件;
(2)大量使用寄存器,指令执行速度更快;
(3)大多数数据操作都在寄存器中完成;
(4)寻址方式灵活简单,执行效率高;
(5)指令长度固定。
(6)Load_store结构:在RISC中,所有的计算都要求在寄存器中完成。而寄存器和内存的通信则由单独的指令来完成。而在CSIC中,CPU是可以直接对内存进行操作的。流水线处理方式。
X86架构(The X86 architecture)是微处理器执行的计算机语言指令集,指一个intel通用计算机系列的标准编号缩写,也标识一套通用的计算机指令集合。其PC架构如下图所示:
结构说明:
CPU:大家都不陌生的名词,中央处理器,计算机的核心大脑。
北桥(North Bridge Chipset):北桥是电脑主板上的一块芯片,位于CPU插座边,起连接作用。
南桥芯片(South Bridge):是主板芯片组的重要组成部分,一般位于主板上离CPU插槽较远的下方,PCI插槽的附近,这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。
内存:是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。
显卡(Video card,Graphics card):全称显示接口卡,又称显示适配器,是计算机最基本配置、最重要的配件之一。
网卡:是工作在链路层的网络组件,是局域网中连接计算机和传输介质的接口,不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配,还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。
声卡:基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换,输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备,或通过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发出美妙的声音。
SATA(Serial Advanced Technology Attachment,串行高级技术附件):是一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口,是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。
硬盘:是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。
是一种采取精简指令集(RISC)的处理器架构,其特点为:
(1)包含大量的寄存器、指令数和字符。
(2)可视的管道延时时隙。