電子科學與技術(shù)導論論文-胡可威-wenkub.com
2024-11-03 18:16 本頁面
【正文】 國際上的超高速巨型計算機、 大型計算機 等高端計算系統(tǒng)也都采用大量的通用高性能微處理器建造。此外，還存在為處理器添加可高效執(zhí)行某些操作的特殊 指令 （例如 MMX 指令）的趨勢，以及在處理器芯片中增加硬件 虛擬內(nèi)存 支持和 L1 緩存的趨勢。龍芯 3A的 指令系統(tǒng) 與 MIPS64兼容并通過指令擴展支持 X86二進制翻譯 。 在 龍芯 1 號、龍芯 2 號的基礎(chǔ)上，中國正在自主研發(fā)新一代的龍芯 3 號。不管什么樣的 CPU，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)歸納起來都可以分為控制單元、邏輯單元和存儲單元三大部分，這三個部分相互協(xié)調(diào)，對命令和數(shù)據(jù)進行分析、判斷、運算并控制計算機各部分協(xié)調(diào)工作。 CPU 是 Central Processing Unit（ 中央微處理器 ）的縮寫，它是計算機中最重要的一個部分，由 運算器 和控制器組成。常用的通信總線有 IEEE488 10 總線 ， VXI 總線和 RS232 串行總線等。因此， 控制總線 的傳送方向由具體 控制信號 而定，一般是雙向的，控制總線的位數(shù)要根據(jù)系統(tǒng)的實際控制需要而定。 地址總線 的位數(shù)決定了 CPU可 直接尋址 的內(nèi)存空間大 小，比如 8 位微機的地址總線為 16 位，則其最大可 尋址空間為 2^16=64KB， 16 位微型機的地址總線為 20 位，其可尋址空間為 2^20=1MB。數(shù)據(jù)總線 的位數(shù)是 微型計算機 的一個重要指標，通常與微處理的字長相一致。 系統(tǒng)總線 是我們要討論的重點內(nèi)容之一。 局部總線 是一個重要的概念，我們將在第七章中討論。 （ 2）片總線：片總線又稱元件級（芯片級）總線或 局部總線 。在 微型計算機 中，根據(jù)他們所處位置和應(yīng)用場合， 總線 可被分為四級。 [2] 總線 總線 是 計算機系統(tǒng) 中各部件之間傳送信息的公共通道，是 微型計算機 的重要組成部件。 I/O 接口也稱 I/O適配器，不同的外設(shè)必須配備不同的 I/O 適配器 。所以 ROM 常用來存放永久件的程序和 數(shù) 據(jù) 。 存儲器 按讀、寫方式分為隨機存儲器 RAM（ Random Access Memory）和 只讀存儲器 ROM（ Read only Memory）。它還向微機的其它各部件發(fā)出相應(yīng)的 控制信號 ，使 CPU 內(nèi)、外各部件間 協(xié)調(diào)工作。也就是說，數(shù)據(jù)在進行壓棧、 出棧 操作時，總是在棧頂進行。當程序發(fā)生轉(zhuǎn)移時，就必須把新的 指令 地址（目標地址）裝入 PC，這通常由轉(zhuǎn)移指令來實現(xiàn)。處理器內(nèi)部有了這些 寄存器 之后，就可避免頻繁地訪問 存儲器 ，可縮短 指令長度 和 指令 執(zhí)行時間，提高機器的運行速度，也給編程帶來方便。、比較）和各種輯運算（與、或、非、異或、移位）等操作。微 機是指以大規(guī)模、超大規(guī)模集成 電路 為主要部件，以集成了計算機主要部件 —— 控制器和運算器的微處理器 MP（ Micro Processor）為核心，所構(gòu)造出的計算機。 指令 隊列是把預先取來的 指令流 存放起來 。執(zhí)行部件中的這些部件是通過 數(shù)據(jù)總線 傳送數(shù)據(jù)的。需要注意的是：微處理器本身并不等于微型計算機，僅僅是微型計算 機的中央處理器。它可與 存儲器 和外圍 電路 芯片組成微型計算機 。這些 電路 執(zhí)行控制部件和 算術(shù) 邏輯部件的功能。有線電視系統(tǒng)就是采用射頻傳輸方式的。集成電路是集成化、微型化的電路，集成電路亦稱積體電路、 IC (英文： Integrated Circuit)運用集成 電路設(shè)計 程式（ IC 設(shè)計），將一般電路設(shè)計到 半導體 材料 里的半導體電路（一般為硅片），稱為積體電路。多數(shù)采用布爾代數(shù)邏輯電路對定量后信號進行處理。 數(shù)字電 路亦稱為 邏輯電路 。 模擬電路是由自然界產(chǎn)生周期性變化的連續(xù)性的物理自然變量，在將連續(xù)性物理自然變量轉(zhuǎn)換為連續(xù)的電信號，并通過運算連續(xù)性電信號的電路即稱為模擬電路。 電路設(shè)計是指通過一定規(guī)則和方法設(shè)計出符 合使用要求的電路。對電子器件來說，體積越小， 集成度越高；響應(yīng)時間越短，計算處理的速度就越快；傳送頻率就越高，傳送的信息量就越大。在半導體發(fā)展史上。隨著無缺陷結(jié)晶和缺陷控制等材料技術(shù)、晶體外誕生長技術(shù)和擴散摻雜技術(shù)、耐壓氧化膜的制備技術(shù)、腐蝕和光刻技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，各種性能優(yōu)良的電子器件相繼出現(xiàn)，電子元器件逐步從真空管時代進入晶體管時代和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路時代。在點接觸型晶體管開發(fā)成功的同時，結(jié)型晶體管論就已經(jīng)提出，但是直至人們能夠制備超高純度的單晶以及能夠任 意控制晶體的導電類型以后，結(jié)型晶體管材真正得以出現(xiàn)。德福雷斯特發(fā)明了真空三極管，用來放大電話的聲音電流。由于，電子計算機發(fā)展經(jīng)歷的四個階段恰好能夠充分說明電子 技術(shù) 發(fā)展的四個階段的特性，所以下面就從電子計算機發(fā)展的四個時代來說明電子技術(shù)發(fā)展的四個階段的特點。 第一代 電子產(chǎn)品 以電子管為核心。 電子元器件包括 ：電阻、電容器、電位器、電子管、散熱器、機電元件、連接器、半導體分立器件、電聲器件、激光器件、電子顯示器件、光電器件、傳感器、電源、開關(guān)、 微特電機 、電子變壓器、繼電器、印制電路板、集成電路、各類電路、壓電、晶體、石英、陶瓷磁性材料、印刷電路用基材基板、電子功能工藝專用材料、電子膠（帶）制品、電子化學材料及部品等。因為它本身不產(chǎn)生電子，它對電壓、電流無控制和變換作用，所以又稱無源器件。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率 MOSFET 和 IGBT 為代表的、集高頻、高
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