單周期和多周期專用cpu設計【文獻綜述】

1、畢業(yè)設計文獻綜述畢業(yè)設計文獻綜述計算機科學與技術計算機科學與技術單周期和多周期專用單周期和多周期專用CPUCPU設計設計摘要：隨著CPU技術發(fā)展的日新月異，我們對于CPU及其結構的關注度也越來越高。本文首先討論單周期專用CPU的內部邏輯設計，在此基礎上，運用有限狀態(tài)機來實現(xiàn)多周期CPU硬布線控制器的設計。關鍵詞：硬布線控制器；單周期CPU；多周期CPU；有限狀態(tài)機隨著信息技術的迅猛發(fā)展，計算機已經(jīng)成為了人們日常生活中不斷或缺的一個組成部

2、分。在經(jīng)濟全球化和網(wǎng)絡普及化的今天，計算機對于人們的影響也越來越大。而作為計算機的核心設備，CPU也在不停地更新?lián)Q代并越來越受到人們的關注和重視。多線程、多核理論的產(chǎn)生，使得CPU的革新速度又得到進一步的提升。人們對于利用信息技術改善工作和生活體驗的追求是永無止境的，就像很多電腦玩家如今雖已在基于雙核或四核CPU的個人電腦上享受到了更快更強大的操作系統(tǒng)、辦公軟件、3D游戲等應用，但這并未影響他們對未來的CPU及電腦的憧憬。下面介紹CPU

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

4、CPU。正如文獻[4]中分析的一樣：通用CPU，顧名思義，就是能夠應用于廣闊的領域的CPU。作為通用CPU，理所當然強調它的高性能化和高功能化，以便最普通的大眾也覺得用得“簡單”和“順手”。通常，通用CPU的功能只限于CPU的功能，即控制功能和運算功能，而將對輸入輸出管理的功能轉移到其他芯片上，從而可以適應各種領域。專用CPU對于通用CPU而言，是一個可編程處理器，針對某一特定類型的應用進行了優(yōu)化。這些特定類型的應用具有共同的特點，例如

5、嵌入式控制、數(shù)字信號處理等，典型的專用處理器有單片機、數(shù)字信號處理器等。在專用處理器的設計過程中，設計者可針對現(xiàn)實中的應用對通用處理器的數(shù)據(jù)路徑進行優(yōu)化，可能是增加專門的功能單元執(zhí)行常用運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)生專門固定時序控制信號的邏輯電路，產(chǎn)生各種控制信號。這文獻[1]中有詳細描述：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，在時鐘周期內完成所指定的任務。將CPU內部指令集合并分別在單周期和多周期的條件下進行實現(xiàn)，這時我們所需要完成的主要任務。對CPU內部邏輯設計和結構的探究，將利于我們更好地看到CPU的作用和未來發(fā)展方向。CPU發(fā)展日新月異，不難想象，未來的CPU將是一個兼?zhèn)涑咝阅?、能效和豐富功能的芯片，這就需要我們在技術上和結構上同時革新，才能更好地提升其性能。我們也相信，通過對本課題的研究，我們對于CPU的認知也將越來越詳細周全。參考文獻

7、：[1]戴志濤，周鋒，楊旭東，張杰.計算機組成原理.北京.科學出版社.2008[2]朱子玉，李亞民.CPU芯片邏輯設計技術.北京.清華大學出版社.2005.01[3]易建勛.微處理器CPU的結構與性能.北京.清華大學出版社.2003[4]賀敬凱，基于FPGA的專用CPU的設計.深圳.深圳信息職業(yè)技術學院學報.2008[5]《CPUDesign》ChraM.R.Thimmannagari著，SpringerUS。[6]《CPUDesign