微处理器基本功能及主要性能指标

1，微处理器的基本功能

微处理器是微型计算机的核心部件，也称为中央处理单元，简称CPU(Central Processing Unit) 。它负责微型计算机中各部件的协调，完成指令的执行和数据处理工作。其主要功能包括:

• 指令控制:指令执行顺序
• 操作控制:各部件功能协调
• 时间控制:各信号时序
• 数据加工:算术/逻辑运算

2，微处理器的基本结构

微处理器基本结构包括控制器、运算器、寄存器组等部件。

控制器CU (Control Unit）:计算机的指挥控制中心，负责按照一定顺序自动读取程序中的指令，将指令译码后产生相应控制信号，控制各部件协同工作。

运算器ALU （Arithmetic Logic Unit）：计算机的核心功能部件，主要负责算术、逻辑运算等数据加工功能。

寄存器组RS (Register Set) ：是CPU中暂存数据和指令的逻辑部件，用于临时存放数据或地址。

除此以外，微处理器常常还包括一定的高速缓存部件。

3，微处理器的主要性能指标

微处理器的性能对微型计算机系统起着举足轻重的影响，微型计算机的很多性能指标都与微处理器性能直接相关。

微处理器的主要性能指标包括:工作频率、处理器字长、前端总线速度、地址总线宽度、数据总线宽度、高速缓冲容量和级数、生产工艺等。

• 工作频率:包括主频、外频、倍频。主频是微处理器的工作频率，反映微处理器工作节奏的快慢;外频是指系统总线的工作频率，它反映外部设备的工作速度;倍频是指微处理器工作频率对系统总线工作频率的倍数。三者之间的关系可以用下式表示:

  主频=外频×倍频

• 处理器字长:反映微处理器单次数据处理能力,字长越长表示单次处理数据能力越强。

• 地址总线宽度:描述微处理器可以访问物理存储空间的重要指标。微处理器通过地址总线表达其访问数据所在的地址，地址总线越多则表示该微处理器可以给出的物理地址数越多,可以连接的物理内存就越大。

• 高速缓冲容量和级数：高速缓存(Cache）是设置在微处理器内部的一种存储器。由于其存取速度要比内存高一个数量级,可以达到与微处理器部件同频的工作速度，因此利用高速缓存可以提高处理器的工作效率。Cache 根据速度和位置不同可分两级或三级。