随笔分类 - 自学嵌入式：计算机组成原理
摘要：58. 杂项知识点 CPU与编程体系：分类、指令集及语言演进 一、CPU的分类 CPU家族庞大，可从 功能定位 和 应用场景 两大维度分类： （一）按功能分类 类别 核心特点 类比理解 专用CPU 为特定任务设计，专注优化单一功能（如AI计算、图形渲染），通用性弱 专业厨师（只擅长做蛋糕） 通用CP
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摘要：57. 高性能CPU技术 高性能CPU技术解析 CPU性能的提升是计算机技术进步的核心驱动力之一。以下从 性能改进、数据传输、效率优化、并行计算 四个维度，解析高性能CPU的关键技术： 一、性能改进：硬件升级与专用电路 （一）电路元件的进化 CPU的运算速度，首先依赖 电路状态切换效率： 继电器→电
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摘要：56. ip核、后门和漏洞 半导体核心概念：IP核、后门与漏洞 一、IP核：集成电路的“可复用设计蓝图” （一）概念解析 IP核（Intellectual Property Core）是 集成电路设计方案的可复用功能模块，可理解为芯片的“技术模板”。例如，CPU作为复杂电路，其设计方案一旦验证可行，
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摘要：53. 增加CPU的控制单元 这节课用隧道接了线 54. CPU的控制器实现 所有操作的取指周期一样，执行周期不太一样，最左侧是下标16的二进制位，最右侧是下标0的二进制位 取指操作 清除全部状态（0 0000 0000 0000 0000） 打开PC的OE，打开MAR的WE（0 1010 0000
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摘要：52. 查找表的工作原理 输入信号2个，最终状态4种，2^n种状态，n是输入信号 这个查找表可以实现控制单元（查找对应的指令）
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摘要：50. 显卡和显存工作的原理 两个区域，代码区不能改，数据区可以修改 刚才我们实现的CPU是人工控制，可以自动控制，用控制单元 控制单元：控制单元是CPU中的重要组件，它控制数据和指令在CPU内部的流动，并确保它们按照正确的顺序被执行。 显卡驱动就是用控制单元实现的，右侧是屏幕 一次发送5个二进制，
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摘要：48. 修复一个短路的小细节 事先说明，内存中存储的数据如下： 第一个周期有一个严重的问题！！！！！！！ 最开始程序计数器EN打开后，传递时钟信号后，忘了清除状态，后来第二个周期开始改正了 清除全部状态，打开PC的OE，打开MAR的WE，然后拍一下按钮，传递一个时钟信号 清除全部状态，打开PC的EN
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摘要：44. 搭建计算机的外部内存 绘制MBR内存缓存寄存器 ALU计算的结果放到总线后，暂时放到输出寄存器OutputReg中输出一下 EPROM和Flash都是可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory, PROM) 的类型，它们都可以用于存储程序代码和其他类型的数据
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摘要：43. 搭建CPU的内部ALU ALU简易架构图如下 1.寄存器能不能收发存储数据 2.ALU是否正常工作 3.其他连接有无错误 寄存器不去赋值，默认是随机值 C语言变量不初始化赋值的结果如上图的Result 将3存入寄存器A： 紧接着将5存入寄存器B： 让寄存器A和B输出后，接下来让ALU执行加法
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摘要：42. 构建一个ALU模块 先构建一个4位寄存器 做一个只能算加法的简易的ALU
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摘要：41. 构建一个好用的8位寄存器 不用在意高阻态，OE是控制读的，加下拉电阻变成0了 把按钮换回时钟输入，方便我们接下来使用 简化与抽象：8位寄存器的封装与功能解析 为降低计算机系统的理解复杂度，需对底层硬件进行功能封装——将复杂电路抽象为“输入-输出-控制”接口。以下以8位寄存器为例，解析其设计目
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摘要：40. 计算机系统里面的重要概念 计算机系统核心组件解析 计算机系统的高效运行依赖多个硬件组件的协同工作。以下从底层逻辑出发，系统梳理核心组件的功能、结构及交互关系，构建计算机体系的基础认知。 一、核心组件的功能与定义 1. ALU（算术逻辑单元，Arithmetic Logic Unit） ALU
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摘要：38. 构建内存单元格和内存地址 39. 内存条的堆叠工艺 构建一个\(4\times 4\)的内存单元 用时间换空间，每个时刻只有一个元件干活，串行 用隧道连接str，隧道有点像MC的末影物流那种MOD哈哈哈 16个内存地址，4位二进制就够了 前两位地址代表行，后两位地址代表列 对应如下： 译码器
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摘要：37. 内存单元格的构建 内存地址：从并行到串行 先设计一个内存单元格， 内存单元格要自己自己在哪一行和哪一列，需要有row和 column 内存单元要有ld(load）读的控制 内存单元要有str(store）存的控制 内存单元要有数据的输入 （1）直接存，存不进去，必须先选中行和列 （2）选中行
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摘要：36. 优化内存的走线 寄存器、内存设计与时间空间权衡策略 一、寄存器的信号线构成与扩展 寄存器是CPU内部的高速临时存储单元，其信号线数量由数据位宽和控制信号共同决定。 1. 16位寄存器的信号线计算 一个完整的16位寄存器需传输以下信号： 数据输入（Din）：16条线（对应16位二进制数据，每位
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摘要：35. 利用继电器构建一个驱动器 继电器控制电路开关，就能实现使能端（上节课） 驱动器演示： 其实驱动器就是个继电器，灰色表示高阻态，需要补一个下拉电阻
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摘要：34. 带有边缘触发的寄存器的实现 en是使能端，就是高电平才能让这个寄存器工作，低电平不工作
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摘要：32. 使用元器件数列的计算 说明数电这些元器件都是套娃，没讲别的 33. 时钟的概念 带边缘触发的锁存器与时钟信号原理 一、为什么需要时钟信号？ 计算机系统（如CPU）需协调多步骤操作（如指令执行、数据传输），若各部件“自由运行”，会因节奏混乱导致错误。类比“划船”：船工需同步划桨（听统一口号），
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摘要：31. 用8个锁存器搭建一个8位寄存器 默认最右侧是最低位
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摘要：30. 用锁存器记录一个bit 锁存器：基础存储电路的原理与结构 锁存器是计算机存储器的基础单元，用于临时保存1位二进制数据（0或1），其核心通过与门、或门的组合，实现“可控存储”——由写使能信号（WE）决定是否更新存储内容。以下从组件特性、电路结构到工作逻辑逐步解析。 一、核心组件的存储特性回顾
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