CPU设计

CPU设计 一个CPU包含三个部件：寄存部件、运算逻辑元件和控制部件。这几部分协同工作，以完成CPU指令集里面每条指令的提取指令（FETCH）、指令解码（DECODE）和执行指令（EXECUTE）三个阶段的微操作。本文关注的是设计CPU的详细过程。 为了说明设计过程，我们介绍两个CPU的设计过程，它们采用的都是硬布线控制。我们从分析CPU的应用入手。比如说，某个CPU是用来控制微波炉的，还是用于个人电脑？当我们知道CPU的应用，我们就可以确定他要运行的程序，进一步构造CPU的指令集结构。然后就可以确定在指令集体系以外的，需要的寄存器。随后设计CPU的状态图，以及取指令、解码和执行每个指令所需要的微操作。这些工作做完以后，我们定义内部的数据通路以及必要的控制信号。最后，我们设计控制部件，确定用以生成控制信号和引起微操作的逻辑。 本文我们介绍两个CPU的完整设计过程，同时也分析它们的缺陷。