微处理器 - 分类

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微处理器可以分为三类 -

精简指令集处理器

RISC 代表精简指令集计算机。它旨在通过简化计算机的指令集来减少执行时间。使用RISC处理器，每条指令仅需要一个时钟周期即可以统一的执行时间执行结果。这会降低效率，因为代码行数更多，因此需要更多 RAM 来存储指令。编译器还必须做更多工作才能将高级语言指令转换为机器代码。

一些 RISC 处理器是 -

• 电源电脑：601、604、615、620
• DEC 阿尔法：210642、211066、21068、21164
• MIPS：TS (R10000) RISC 处理器
• PA-RISC：HP 7100LC

RISC架构

RISC微处理器架构使用高度优化的指令集。由于其电源效率，它被用于 Apple iPod 等便携式设备。

RISC的特点

RISC 处理器的主要特点如下：

• 它由简单的说明组成。

• 它支持各种数据类型格式。

• 它利用简单的寻址模式和固定长度指令进行流水线操作。

• 它支持在任何上下文中使用注册。

• 一个周期的执行时间。

• “LOAD”和“STORE”指令用于访问内存位置。

• 它由大量寄存器组成。

• 它由较少数量的晶体管组成。

CISC处理器

CISC 代表复杂指令集计算机。它旨在最大限度地减少每个程序的指令数量，忽略每条指令的周期数。重点是将复杂的指令直接构建到硬件中。

编译器只需做很少的工作即可将高级语言翻译成汇编级语言/机器代码，因为代码的长度相对较短，因此需要很少的 RAM 来存储指令。

一些 CISC 处理器是 -

• IBM 370/168
• VAX 11/780
• 英特尔80486

CISC架构

其架构旨在降低内存成本，因为较大的程序需要更多的存储空间，从而导致更高的内存成本。为了解决这个问题，可以通过在单个指令中嵌入操作数来减少每个程序的指令数。

CISC的特点

• 多种寻址方式。
• 指令数量较多。
• 指令格式长度可变。
• 执行一条指令可能需要几个周期。
• 指令解码逻辑很复杂。
• 需要一条指令支持多种寻址模式。

特殊处理器

这些是为某些特殊目的而设计的处理器。很少简要讨论特殊处理器 -

协处理器

协处理器是一种专门设计的微处理器，它处理其特定功能的速度比普通微处理器快很多倍。

例如- 数学协处理器。

一些英特尔数学协处理器是 -

• 8087-与8086配合使用
• 80287-与80286配合使用
• 80387-与80386配合使用

输入/输出处理器

它是一种专门设计的微处理器，具有自己的本地存储器，用于以最少的 CPU 参与来控制 I/O 设备。

例如-

• DMA（直接内存访问）控制器
• 键盘/鼠标控制器
• 图形显示控制器
• SCSI 端口控制器

晶片机（晶体管计算机）

晶片机是一种专门设计的微处理器，具有自己的本地存储器，并具有将一个晶片机连接到另一个晶片机以进行处理器间通信的链路。它最初由 Inmos 于 1980 年设计，旨在利用 VLSI 技术。

晶片机可以用作单处理器系统，也可以连接到外部链路，从而降低了建设成本并提高了性能。

例如- 16 位 T212、32 位 T425、浮点（T800、T805 和 T9000）处理器。

DSP（数字信号处理器）

该处理器专门设计用于将模拟信号处理为数字形式。这是通过定期采样电压电平并将该时刻的电压转换为数字形式来完成的。此过程由称为模数转换器、模数转换器或 ADC 的电路执行。

DSP 包含以下组件 -

• 程序存储器- 它存储 DSP 将用来处理数据的程序。

• 数据存储器- 它存储要处理的信息。

• 计算引擎- 它执行数学处理，从程序存储器访问程序并从数据存储器访问数据。

• 输入/输出- 它连接到外部世界。

它的应用是 -

• 声音和音乐合成
• 音视频压缩
• 视频信号处理
• 2D 和 3D 图形加速。

例如- Texas Instrument 的 TMS 320 系列，例如 TMS 320C40、TMS320C50。