cpu中控制器的功能是什么

時間：2016-09-02 18:29:22 本達868由分享

cpu中控制器的功能是什么

　　控制器是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(InstructionRegister)、程序計數(shù)器PC(ProgramCounter)和操作控制器0C(OperationController)三個部件組成，對協(xié)調(diào)整個電腦有序工作極為重要。下面是學習啦小編給大家整理的一些有關介紹，希望對大家有幫助!

　　cpu中控制器的功能簡單介紹

　　(一) 運算器

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

　　ALU主要完成對二進制數(shù)據(jù)的定點算術(shù)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中還有專門用于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(shù)單元有時也稱為IEU(Integer Execution Unit)。我們通常所說的“CPU是XX位的”就是指ALU所能處理的數(shù)據(jù)的位數(shù)。

　　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(shù)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(shù)和中間結(jié)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指令集只有8個通用寄存器。所以，CISC的CPU執(zhí)行是大多數(shù)時間是在訪問存儲器中的數(shù)據(jù)，而不是寄存器中的。這就拖慢了整個系統(tǒng)的速度。而RISC系統(tǒng)往往具有非常多的通用寄存器，并采用了重疊寄存器窗口和寄存器堆等技術(shù)使寄存器資源得到充分的利用。

　　對于x86指令集只支持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(shù)，這種技術(shù)使x86CPU的寄存器可以突破8個的限制，達到32個甚至更多。不過，相對于RISC來說，這種技術(shù)的寄存器操作要多出一個時鐘周期，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(tài)寄存器，不能通過程序改變，由CPU自己控制，表明某種狀態(tài)。

　　(二) 控制器

　　運算器只能完成運算，而控制器用于控制著整個CPU的工作。

　　1、指令控制器

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

　　2、時序控制器

　　時序控制器的作用是為每條指令按時間順序提供控制信號。時序控制器包括時鐘發(fā)生器和倍頻定義單元，其中時鐘發(fā)生器由石英晶體振蕩器發(fā)出非常穩(wěn)定的脈沖信號，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、總線控制器

　　總線控制器主要用于控制CPU的內(nèi)外部總線，包括地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線等等。

　　4、中斷控制器

　　中斷控制器用于控制各種各樣的中斷請求，并根據(jù)優(yōu)先級的高低對中斷請求進行排隊，逐個交給CPU處理。