RISC和CISC的區別
CISC(complex instruction-set computer)複雜指令集
特點:
指令較多,較豐富,CISC的CPU 較難設計,Intel是典型的CISC體系CPU。
RISC(reduce instruction-set computer) 精簡指令集
特點:
指令較少,只提供最基本的指令集,其他功能指令都由程序員根據這些基本指令組合編寫完成,指令集中並不提供。RISC指令集較爲靈活,RISC指令集的CPU一般都是低功耗CPU。ARM是典型的RISC體系CPU
CPU的發展方向,RISC和CISC 結合,互相取長補短。
統一編址和獨立編址
CPU訪問內存的方式:直接訪問(CPU總線)
CPU訪問外設的方式有兩種
一種是,把外設的寄存器當作是一個內存地址,直接像訪問內存那樣訪問外設。(I/O與內存統一編址)
一種是,使用專用的CPU指令來訪問某種特定外設。(I/O與內存獨立編址)
馮諾依曼結構和哈佛結構
馮諾依曼結構:程序和數據都放在內存中,彼此不分離。
優點:CPU處理起來比較簡單,取到指令的同時也取到了數據。
缺點:指令在內存中,不是隻讀的,可能會意外修改指令,造成程序穩定性和安全性(內存病毒)問題。
桌面計算機,服務器等多是馮諾依曼結構
哈佛結構:程序一般放在ROM,FLASH中,數據放在RAM中。
程序和數據都要通過總線讀取,且程序段只讀。
單片機,嵌入式處理器多是哈佛結構。
軟件編程控制硬件的關鍵—寄存器
寄存器就是一些有特殊功能的內存位。
特殊功能指,更改這些位的數值可以改變外設的工作狀態(引腳電平等等)。
SOC中的兩類寄存器
一類是通用寄存器,存在於CPU內部。
一類是特殊功能寄存器(SFR(special function register)),這類寄存器,往往扮演CPU操作外設的接口的角色。
ARM體系結構要點總結
ARM處理器多是哈佛結構(ARM7除外),RISC指令集架構,低功耗CPU,非常適用於單片機,嵌入式領域;
常用的指令只有二三十條;
ARM是統一編址的,32位ARM CPU支持的內存往往少於4個G(I/O和外設佔用一部分地址空間)。
哈佛結構決定了ARM裸機程序的鏈接比較麻煩,必須使用複雜的鏈接腳本告訴鏈接器如何組織程序。
總結
此部分主要講解計算機CPU的一些基礎知識。