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工控机处理器的结构是什么

来源:杭州东田工控  日期:2019-11-20

    工控机的处理器也叫中央处理单元(CPU),是一种超大规模的集成电路,它是工控机的计算和控制核心。主要功能是解释工控机软件中的工控机指令和过程数据。中央处理单元(CPU)主要由算术单元,控制器和高速缓存以及实现它们之间的数据,控制和状态的总线组成。工控机CPU的主要作用包括提取,解码,执行和回写。工控机处理器主要是由逻辑组件、寄存组件和控制组件组成的。

    1.逻辑组件

    逻辑组件是算术逻辑单元。可以执行定点或浮点算术运算,移位运算和逻辑运算,以及地址运算和转换。是算术单元的核心。相对于控制单元,运算单元接受控制单元的命令并执行动作,由操作单元执行的所有操作都由控制单元发出的控制信号指示,因此它是执行部件。

东田4U工控机

(东田4U工控机)

    2.寄存组件

    寄存器单元包括寄存器,特殊寄存器和控制寄存器。通用寄存器可以分为固定点和浮点数,它们用于存储临时寄存器操作数和指令执行期间的中间(或最终)操作结果。通用寄存器是CPU的重要部分之一。

    通过使用寄存器,CPU可以减少访问存储器的次数,从而提高CPU的工作速度。但是,由于芯片面积和集成度的限制,寄存器组的容量不能很大。寄存器组可分为特殊寄存器和通用寄存器。特殊寄存器的用途是固定的,相应的数据是分开存储的。通用寄存器的数量从微处理器到微处理器不同,这些寄存器被广泛使用并且可由编程器指定。

1U工控机cpu

(1U工控机cpu)

    3.控制组件

    控制组件的英语名称是Controlunit,主要负责解码指令并发送每个要执行的操作的控制信号以完成每条指令。其结构有两种,一种是以微储存为核心的微程序控制模式;一种是基于逻辑硬连线结构的控制。

    微代码保持在微储存中,并且每个微代码对应于基本的微操作,也称为微指令。每条指令由不同的微码序列组成,它们构成微程序。在对指令进行解码之后,CPU发出特定时间序列的控制信号,并以微循环为节拍以给定序列的顺序执行由这些微码确定的若干微操作,以完成指令的执行。

工控机cpu

(工控机cpu)

    简单的指令包括(3~5)微操作,而复杂的指令包括数十甚至数百个微操作。

    逻辑单元,寄存器和控制单元通过CPU内部总线连接。以上三个模块由工控机处理器的结构组成。

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