單周期和多周期專用cpu設(shè)計【文獻綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計文獻綜述畢業(yè)設(shè)計文獻綜述計算機科學(xué)與技術(shù)計算機科學(xué)與技術(shù)單周期和多周期專用單周期和多周期專用CPUCPU設(shè)計設(shè)計摘要：隨著CPU技術(shù)發(fā)展的日新月異，我們對于CPU及其結(jié)構(gòu)的關(guān)注度也越來越高。本文首先討論單周期專用CPU的內(nèi)部邏輯設(shè)計，在此基礎(chǔ)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(shè)計。關(guān)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(shù)的迅猛發(fā)展，計算機已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪胁粩嗷蛉钡囊粋€組成部

2、分。在經(jīng)濟全球化和網(wǎng)絡(luò)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(shè)備，CPU也在不停地更新?lián)Q代并越來越受到人們的關(guān)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(shù)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(yīng)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(shè)計技術(shù)。在文獻[2]中，它主要介紹了CPU的功能和內(nèi)部構(gòu)造。中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU），是電子計算機的主要設(shè)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(jié)構(gòu)、功能及參數(shù)CPU主要由運算器、控制器、寄存器組和內(nèi)部總線等構(gòu)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(yīng)用于廣闊的領(lǐng)域的CPU。作為通用CPU，理所當(dāng)然強調(diào)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(zhuǎn)移到其他芯片上，從而可以適應(yīng)各種領(lǐng)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(yīng)用進行了優(yōu)化。這些特定類型的應(yīng)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(shè)計過程中，設(shè)計者可針對現(xiàn)實中的應(yīng)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(nèi)完成所指定的任務(wù)。將CPU內(nèi)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(wù)。對CPU內(nèi)部邏輯設(shè)計和結(jié)構(gòu)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(shù)上和結(jié)構(gòu)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(rèn)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(xué)出版社.2008[2]朱子玉，李亞民.CPU芯片邏輯設(shè)計技術(shù).北京.清華大學(xué)出版社.2005.01[3]易建勛.微處理器CPU的結(jié)構(gòu)與性能.北京.清華大學(xué)出版社.2003[4]賀敬凱，基于FPGA的專用CPU的設(shè)計.深圳.深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2008[5]《CPUDesign》ChraM.R.Thimmannagari著，SpringerUS。[6]《CPUDesign