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工控板控製器的功能

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工控板控製器的功能

發布日期:2018-09-05 作者: 點擊:

  工控板控製器的功能

  計算機係統的硬件結構主要由四部分組成:控製器、運算器、內存和輸入輸出設備,其中,控製器和運算器統稱為處理器。簡稱CPU.它是計算機硬件係統的指揮.它包括控製器和運算器兩個部件,其中,控製器的功能是控製計算機各部分協調工作,運算器則是負責計算機的算術運算和邏輯運算。

  控製器(英文名稱:controller)是指按照預定順序改變主電路或控製電路的接線和改變電路中電阻值來控製電動機的啟動、調速、製動和反向的主令裝置。由程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器、時序產生器和操作控製器組成,它是發布命令的"決策機構",即完成協調和指揮整個計算機係統的操作。

  要增加一條機器指令,隻需在控製存儲器中增加一段微程序,但是,它是通過執行一段微程序。具體對比如下:組合邏輯控製器又稱硬布線控製器,由邏輯電路構成,完全靠硬件來實現指令的功能。

工控板控製器

  (一) 運算器

  1、 算術邏輯運算單元ALU(Arithmetic and Logic Unit)

  ALU主要完成對二進製數據的定點算術運算(加減乘除)、邏輯運算(與或非異或)以及移位操作。在某些CPU中還有專門用於處理移位操作的移位器。

  通常ALU由兩個輸入端和一個輸出端。整數單元有時也稱為IEU(Integer Execution Unit)。名优馆app下载网页通常所說的“CPU是XX位的”就是指ALU所能處理的數據的位數。

  2、 浮點運算單元FPU(Floating Point Unit)

  FPU主要負責浮點運算和高精度整數運算。有些FPU還具有向量運算的功能,另外一些則有專門的向量處理單元。

  3、通用寄存器組

  通用寄存器組是一組最快的存儲器,用來保存參加運算的操作數和中間結果。

  在通用寄存器的設計上,RISC與CISC有著很大的不同。CISC的寄存器通常很少,主要是受了當時硬件成本所限。比如x86指令集隻有8個通用寄存器。所以,CISC的CPU執行是大多數時間是在訪問存儲器中的數據,而不是寄存器中的。這就拖慢了整個係統的速度。而RISC係統往往具有非常多的通用寄存器,並采用了重疊寄存器窗口和寄存器堆等技術使寄存器資源得到充分的利用。

  對於x86指令集隻支持8個通用寄存器的缺點,Intel和AMD的最新CPU都采用了一種叫做“寄存器重命名”的技術,這種技術使x86CPU的寄存器可以突破8個的限製,達到32個甚至更多。不過,相對於RISC來說,這種技術的寄存器操作要多出一個時鍾周期,用來對寄存器進行重命名。

  4、 專用寄存器

  專用寄存器通常是一些狀態寄存器,不能通過程序改變,由CPU自己控製,表明某種狀態。

  (二) 控製器

  運算器隻能完成運算,而控製器用於控製著整個CPU的工作。

  1、 指令控製器

  指令控製器是控製器中相當重要的部分,它要完成取指令、分析指令等操作,然後交給執行單元(ALU或FPU)來執行,同時還要形成下一條指令的地址。

  2、 時序控製器

  時序控製器的作用是為每條指令按時間順序提供控製信號。時序控製器包括時鍾發生器和倍頻定義單元,其中時鍾發生器由石英晶體振蕩器發出非常穩定的脈衝信號,就是CPU的主頻;而倍頻定義單元則定義了CPU主頻是存儲器頻率(總線頻率)的幾倍。

  3、 總線控製器

  總線控製器主要用於控製CPU的內外部總線,包括地址總線、數據總線、控製總線等等。

  4、中斷控製器

  中斷控製器用於控製各種各樣的中斷請求,並根據優先級的高低對中斷請求進行排隊,逐個交給CPU處理。


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