RISC_CPU计数器模块

中微单片机risc反汇编-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:中微单片机是一种高性能、低成本的嵌入式微处理器，具有广泛的应用领域，在物联网、智能家居、工业控制等领域有着重要的作用。

而RISC （精简指令集计算机）架构是一种以简化指令集和高效指令执行为特点的计算机体系结构。

本篇文章将介绍中微单片机的基本概念和结构，以及RISC架构的相关知识。

同时，我们将探讨反汇编原理与方法，通过对中微单片机程序的分解和分析，揭示其中的指令流程和数据处理过程，从而深入理解其内部运行机制。

通过本文的学习，读者将能够更好地理解中微单片机和RISC架构，掌握反汇编的方法和技巧，为进一步的应用研究和开发工作提供有力支持。

1.2 文章结构本文主要包括以下几个部分：1. 引言：介绍文章的背景和目的，概述中微单片机和RISC架构的基本概念，以及反汇编的原理和方法。

2. 中微单片机简介：介绍中微单片机的基本特点、应用领域以及其在物联网、嵌入式系统中的重要性。

3. RISC架构概述：深入探讨RISC架构的基本原理、特点和优势，以及在单片机领域中的应用情况。

4. 反汇编原理与方法：详细解释反汇编的概念，介绍反汇编的原理和实现方法，以及其在单片机开发和分析中的重要性。

5. 结论：总结全文的观点和结论，探讨中微单片机和RISC架构在未来的应用前景，展望相关领域的发展趋势。

1.3 目的本文的目的在于深入探讨中微单片机的反汇编技术，通过对RISC架构的简介和反汇编原理的分析，帮助读者更好地了解单片机的工作原理和内部结构。

同时，本文也旨在探讨反汇编在单片机领域中的应用前景，为相关领域的研究和应用提供参考。

通过本文的介绍和分析，读者可以更深入地了解单片机技术，并对其在未来的发展方向有更清晰的认识。

2.正文2.1 中微单片机简介中微单片机是一种应用广泛的嵌入式微控制器，具有体积小、功耗低、性能稳定等特点。

中微单片机常被用于诸如家电控制、汽车电子、工业自动化等领域。

risc-v低功耗模块设计原理一、概述RISC-V低功耗模块设计是一种针对低功耗、低成本、低复杂度的嵌入式系统设计的方案。

这种设计强调使用RISC-V架构作为处理器内核，并结合一系列优化技术，以实现更低的功耗和更高的性能。

本设计文档将围绕这些核心概念进行展开。

二、RISC-V架构介绍RISC-V是一种开源的精简指令集（RISC）架构，具有简洁、模块化和可定制的特性。

这种架构为嵌入式系统开发者提供了一种简单、可靠和灵活的方式，使其能够构建适用于各种应用场景的处理器。

RISC-V的模块化设计使其能够轻松地进行定制和扩展，以满足特定应用的需求。

三、低功耗设计原理1. 电源管理：通过精确的电源管理，可以有效地降低功耗。

这包括使用更精细的电压和电流调节器，以及通过预测和计划系统活动来优化电源使用。

2. 动态电压和频率调整（DVFS）：通过实时监测系统负载，并根据需要动态调整处理器的工作电压和频率，可以实现更高效的功耗管理。

3. 低功耗电路设计：使用低功耗电路设计技术，如使用被动式滤波器代替有源滤波器，使用更小的电容和电感元件，以及优化电路布局和布线，都可以显著降低功耗。

4. 待机和休眠模式：通过提供多种待机和休眠模式，允许系统在低负载或空闲状态下进入深度节能状态。

四、模块设计细节1. 处理器内核：使用RISC-V架构作为处理器内核，根据应用需求进行定制和优化。

考虑使用具有特殊优化功能的RISC-V变种，如RISC-V Low Power Variant（LPV），以进一步提高低功耗性能。

2. 内存管理单元（MMU）：根据应用需求，考虑是否需要内存管理单元（MMU）。

如果不需要MMU，处理器可以直接访问内存，从而降低功耗。

3. 存储器接口：使用低功耗的存储器接口，如LPDDR4或LPDDR5内存，以实现更低的功耗和更高的性能。

4. 外围设备：选择低功耗的外围设备，如无线通信模块、传感器等。

同时，优化这些设备的电源管理策略，以进一步降低功耗。

单片机分类及汇总大全单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种集成了中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、存储器、输入输出设备和各种计时器、计数器等功能模块的微型计算机系统。

它广泛应用于各种嵌入式系统，如家用电器、智能设备、工业控制等领域。

本文将对单片机进行分类，并汇总常见的单片机型号及其特点，为读者提供一个全面了解单片机的指南。

一、单片机分类1. 根据指令集结构分类根据指令集结构的不同，单片机可以分为以下 3 类：(1) 精简指令集(Reduced Instruction Set Computing，简称RISC)单片机：指令集精简，且指令操作时间相对较短，适用于对实时性要求较高的应用领域，如汽车电子、消费电子等。

(2) 复杂指令集(Complex Instruction Set Computing，简称CISC)单片机：指令集丰富，包含复杂的操作指令，适用于对功能要求较高的应用领域，如通信设备、工业自动化等。

(3) 增强型RISC单片机：在传统RISC的基础上，增加了一些功能，如扩展的指令集、高速计算模块等，以提高单片机的性能和灵活性。

2. 根据位数分类根据单片机的位数不同，可分为 8 位、16 位和 32 位单片机。

(1) 8 位单片机：具有最基本的功能和较低的成本，适用于普通的控制及简单应用。

(2) 16 位单片机：具备较强的计算能力和丰富的外设接口，适用于中等复杂度的应用领域。

(3) 32 位单片机：具有高度集成、强大的处理性能和丰富的外设功能，适用于复杂的嵌入式应用。

3. 根据型号分类根据不同的单片机型号，可以进一步分为以下几大类：(1) 常见的8位单片机芯片有：AT89C51、PIC16F877A、STM8S103等。

(2) 常见的16位单片机芯片有：PIC24FJ64GA004、MSP430F149、S12XE等。

(3) 常见的32位单片机芯片有：STM32F103、ESP32、ARM Cortex-M4等。

RISC和CISC的区别RISC的简介RISC(reduced instruction set computer，精简指令集计算机)是一种执行较少类型计算机指令的微处理器(如下图)起源于80年代的MIPS主机，RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。

这样一来，它能够以更快的速度执行操作(每秒执行更多百万条指令，即MIPS)。

因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件，计算机指令集越大就会使微处理器更复杂，执行操作也会更慢。

RISC的简单使得在选择如何使用微处理器上的空间时拥有更多的自由。

比起从前，高级语言编译器能产生更有效的代码，因为编译器使用RISC机器上的更小的指令集。

RISC微处理器不仅精简了指令系统，采用超标量和超流水线结构；它们的指令数目只有几十条，却大大增强了并行处理能力。

如：1987年Sun Microsystem公司推出的SPARC芯片就是一种超标量结构的RISC处理器。

而SGI公司推出的MIPS处理器则采用超流水线结构，这些RISC处理器在构建并行精简指令系统多处理机中起着核心的作用。

RISC处理器是当今UNIX领域64位多处理机的主流芯片。

其特点主要有：一，由于指令集简化后，流水线以及常用指令均可用硬件执行；二，采用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之间进行，提高了处理速度；三，采用缓存-主存-外存三级存储结构，使取数与存数指令分开执行，使处理器可以完成尽可能多的工作，且不因存储器存取信息而放慢处理速度。

由于RISC处理器指令简单、采用硬布线控制逻辑、处理能力强、速度快，世界上绝大部分UNIX工作站和服务器厂商均采用RISC芯片作CPU用。

RISC芯片的工作频率一般在400MHZ数量级。

时钟频率低，功率消耗少，温升也少，机器不易发生故障和老化，提高了系统的可靠性。

单一指令周期容纳多部并行操作。

在RISC微处理器发展过程中。

曾产生了超长指令字(VLIW)微处理器，它使用非常长的指令组合，把许多条指令连在一起，以能并行执行。

第一章1. 简述嵌入式的定义以应用为中心、以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2. 举例说明嵌入式系统的“嵌入性” 、“专用性” 、“计算机系统”的基本特征。

按照嵌入式系统的定义，嵌入式系统有3个基本特点，即“ 嵌入性”、“ 专用性”与“ 计算机”。

“嵌入性”由早期微型机时代的嵌入式计算机应用而来，专指计算机嵌入到对象体系中，实现对象体系的智能控制。

当嵌入式系统变成一个独立应用产品时，可将嵌入性理解为内部嵌有微处理器或计算机。

“计算机”是对象系统智能化控制的根本保证。

随着单片机向MCU SoC发展，片内计算机外围电路、接口电路、控制单元日益增多，“专用计算机系统”演变成为“内含微处理器”的现代电子系统。

与传统的电子系统相比较，现代电子系统由于内含微处理器，能实现对象系统的计算机智能化控制能力。

“专用性”是指在满足对象控制要求及环境要求下的软硬件裁剪性。

嵌入式系统的软、硬件配置必须依据嵌入对象的要求，设计成专用的嵌入式应用系统。

3. 简述嵌入式系统发展各阶段的特点。

（1）无操作系统阶段：使用简便、价格低廉；（2）简单操作系统阶段：初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，大大缩短了开发周期，提高了开发效率。

（3）实时操作系统阶段：系统能够运行在各种不同类型的微处理器上，具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面Graphic User Interface ，GUI ）等功能，并提供了大量的应用程序接口Application Programming Interface ，API ），从而使应用软件的开发变得更加简单。

（4）面向Internet 阶段：进入21 世纪，Internet 技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密，嵌入式技术与Internet 技术的结合正在推动着嵌入式系统的飞速发展4. 简述嵌入式系统的发展趋势。

RISC-V指令集的模块化和寄存器结构0 前⾔RISC-V 指令集架构是加州⼤学伯克利分校研发的第五代精简指令集架构，先后经历了四代精简指令集的发展，旨在设计⼀个完全开放、免费的和性能强⼤的指令集架构。

它和X86/ARM相⽐，⼀⼤优势就是⽀持模块化，下⾯我们就来介绍⼀下RISC-V指令集的模块化结构，顺便再介绍下其寄存器结构。

⼀、模块化结构RISC-V 指令集架构⼀改传统增量 ISA 模式，采⽤模块化 ISA 模式，它被定义为基本的整数指令集架构，以及⼏个标准的扩展⼦集，可以⾃定义指令扩展，如下表所⽰。

它的核⼼为RV32I的基础整数指令集，RV32I是固定的，并保持永远不变，⽽其扩展是可选择进⾏实现的。

这为编译器、汇编器和操作系统开发⼈员提供了稳定的研发⽬标。

其扩展包括M、F、D、A、G、C、V等，开发⼈员根据实际的应⽤程序，硬件设计可以选择是否实现这些扩展。

这种模块化特性解决了以往指令集增量 ISA 模式和兼容性带来的弊端，并且使得 RISC-V 具有了⼩型化、低功耗的特点，这对于嵌⼊式应⽤⾄关重要的。

RISC-V 指令集架构的标准扩展指令的具体介绍如下：I 扩展：整数扩展（I 扩展）表⽰ RISC-V 的基础整数指令集，是任何⼀个实现中都必须存在的模块。

根据地址空间可分为RV32I、RV64I、RV128I三类。

RV32I ⾮常精简，只有 47 条指令，但它具有齐全的功能，可以形成编译器⽬标，满⾜现代操作系统和运⾏时的基本要求。

它包括整数计算指令、控制转移指令、加载-存储指令以及系统调⽤等指令。

M 扩展：M 扩展即乘除扩展，是 RISC-V 整数乘除标准扩展指令集，包含了有符号和⽆符号的整数乘除法指令。

F 扩展/D 扩展：F 扩展和 D 扩展两者是分开的，可单独进⾏选择实现。

F 表⽰单精度浮点标准扩展指令集，D表⽰双精度浮点标准扩展指令集。

它们使⽤的是 32 个独⽴的浮点寄存器⽽不是基本整数寄存器，除了具有加载-存储和算术指令外，还包括⼀些加减乘除指令在内的分别进⾏融合计算的指令，让计算过程变得更快速、简洁和准确。

CPU整体结构以及各模块详解CPU（Central Processing Unit，中央处理器）是计算机的核心部件，负责执行指令和处理数据。

CPU整体结构可以分为控制器、算术逻辑单元（ALU）、寄存器和存储器等模块。

控制器是CPU的重要组成部分，主要负责解析和执行指令。

它包含指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）和指令译码器。

指令寄存器存放当前正在执行的指令，程序计数器存放下一条要执行的指令的地址，指令译码器负责将指令翻译成对应的操作码。

算术逻辑单元（ALU）是CPU的执行部分，负责进行各种算术和逻辑运算。

它包括加法器、减法器、乘法器、除法器、逻辑门等。

ALU通过接收来自寄存器的操作数，进行相应的计算，并将结果输出到寄存器中。

寄存器是CPU内部的高速存储器，用于暂时存放指令和数据。

不同寄存器有不同的功能，如程序计数器用于存放下一条要执行的指令的地址，累加器用于存放算术运算的操作数和结果。

寄存器具有处理速度快、容量较小的特点，用于提高CPU的运行效率。

存储器是CPU和外部设备之间的桥梁，用于存储指令和数据。

存储器分为内存和外存，内存是CPU内部的主要存储器，容量较小但读写速度快，外存包括硬盘、光盘等，容量较大但读写速度较慢。

CPU通过总线与存储器进行数据传输，从而实现指令的读取和数据的存储。

除了上述基本模块外，CPU还包含其他重要模块，如时钟和控制信号发生器。

时钟负责控制CPU内部各个模块的工作时序，保证指令的顺序执行，控制信号发生器负责产生各种控制信号，控制CPU内部各个模块的工作状态。

总的来说，CPU整体结构包括控制器、ALU、寄存器和存储器等模块。

控制器负责解析和执行指令，ALU负责进行算术和逻辑运算，寄存器负责暂时存放指令和数据，存储器负责存储指令和数据。

通过时钟和控制信号发生器的控制，CPU内部各个模块协同工作，实现计算机的数据处理功能。

risc的名词解释计算机科学领域常常涉及到一些专业术语，而RISC则是其中一个重要的概念。

RISC（Reduced Instruction Set Computer）是一种精简指令集计算机体系结构的缩写。

在计算机体系结构中，指令集是一组处理器能够识别和执行的指令的集合。

与RISC相对应的是CISC（Complex Instruction Set Computer），本文将专注于解释RISC的概念及其在计算机科学领域的重要性。

首先，RISC的核心思想是减少指令集的复杂性。

在CISC体系结构中，每个指令可以执行较多的操作，这些操作包括访存操作、算术逻辑操作等。

相比之下，RISC的指令集更加简洁，每个指令只能执行一条基本操作。

这样一来，每个指令的执行时间更短，使得计算机执行指令的效率更高。

此外，RISC体系结构避免了一些复杂而不常用的指令，减少了指令的冗余，提高了计算机的性能。

其次，RISC体系结构减少了指令的寻址模式的数量。

在CISC架构中，指令中的寻址模式非常丰富，包括直接寻址、间接寻址等多种模式。

然而，这些寻址模式的存在使得指令的解码和执行变得复杂，占据了计算机的宝贵资源。

相比之下，RISC体系结构只采用了少数几种简单的寻址模式，使得指令的解码和执行更加高效。

此外，RISC体系结构还采用了流水线技术来提高指令的并行执行效率。

流水线是将指令执行过程分为几个阶段，使得多条指令可以同时在不同的阶段执行。

RISC体系结构的指令集长度一致，使得流水线能够更好地工作，充分发挥出大部分硬件资源的潜力。

相比之下，CISC体系结构的指令集长度不一致，导致指令的流水线执行效率低下。

此外，RISC体系结构还具有易于设计和优化的特点。

RISC的指令集简洁明了，使得计算机的硬件设计更加简单。

此外，指令的执行逻辑相对简单，使得硬件设计者可以更好地优化处理器的功能。

相比之下，CISC体系结构中存在大量复杂的指令，其硬件设计和优化难度较大。

RISC和CISC的区别RISC的简介RISC(reduced instruction set computer，精简指令集计算机)是一种执行较少类型计算机指令的微处理器(如下图)起源于80年代的MIPS主机，RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。

这样一来，它能够以更快的速度执行操作(每秒执行更多百万条指令，即MIPS)。

因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件，计算机指令集越大就会使微处理器更复杂，执行操作也会更慢。

RISC的简单使得在选择如何使用微处理器上的空间时拥有更多的自由。

比起从前，高级语言编译器能产生更有效的代码，因为编译器使用RISC机器上的更小的指令集。

RISC微处理器不仅精简了指令系统，采用超标量和超流水线结构；它们的指令数目只有几十条，却大大增强了并行处理能力。

如：1987年Sun Microsystem公司推出的SPARC芯片就是一种超标量结构的RISC处理器。

而SGI公司推出的MIPS处理器则采用超流水线结构，这些RISC处理器在构建并行精简指令系统多处理机中起着核心的作用。

RISC处理器是当今UNIX领域64位多处理机的主流芯片。

其特点主要有：一，由于指令集简化后，流水线以及常用指令均可用硬件执行；二，采用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之间进行，提高了处理速度；三，采用缓存-主存-外存三级存储结构，使取数与存数指令分开执行，使处理器可以完成尽可能多的工作，且不因存储器存取信息而放慢处理速度。

由于RISC处理器指令简单、采用硬布线控制逻辑、处理能力强、速度快，世界上绝大部分UNIX工作站和服务器厂商均采用RISC芯片作CPU用。

RISC芯片的工作频率一般在400MHZ数量级。

时钟频率低，功率消耗少，温升也少，机器不易发生故障和老化，提高了系统的可靠性。

单一指令周期容纳多部并行操作。

在RISC微处理器发展过程中。

曾产生了超长指令字(VLIW)微处理器，它使用非常长的指令组合，把许多条指令连在一起，以能并行执行。

risc复合体的组成RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机）复合体是指由多个功能模块组成的计算机系统，旨在提供高性能和高效能的计算能力。

RISC复合体的组成通常包括以下几个主要模块：1. CPU（Central Processing Unit，中央处理器）：CPU是RISC复合体的核心，负责执行计算和控制指令。

它包括以下部分：指令译码器、运算单元（ALU）、寄存器文件、控制器等。

2. 存储器（Memory）：存储器模块用于存储指令和数据。

它包括指令存储器（Instruction Memory）和数据存储器（Data Memory）。

指令存储器存储程序的指令，数据存储器存储程序使用的数据。

3. 寄存器（Registers）：寄存器是CPU内部的高速存储器，用于存储临时数据和计算结果。

RISC复合体通常包含多个通用目的寄存器（General Purpose Registers），用于存储中间结果和临时变量。

4. 总线（Bus）：总线用于在各个模块之间传输数据和控制信号。

常见的总线包括数据总线（用于传输数据）、地址总线（用于传输存储器地址）、控制总线（用于传输控制信号）等。

5. 输入输出（I/O）接口：RISC复合体通常需要与外部设备进行数据交互，如键盘、鼠标、显示器、硬盘等。

为此，需要提供相应的输入输出接口，用于实现与外部设备的数据传输和控制。

6. 系统总线（System Bus）：系统总线是连接各个模块的主要通信通道，包括CPU、存储器、I/O接口等。

它负责在这些模块之间传输数据和控制信号。

以上是RISC复合体的一般组成模块，具体的系统设计可能会有所不同，取决于具体的实现和应用需求。

不同的RISC复合体可能还会包括其他模块，如乘法器、浮点运算单元、高级缓存等，以提高计算能力和性能。

1.嵌入式系统定义p1嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。

2.嵌入式系统的组成结构，层次关系p4、板级支持包p61．硬件层硬件层由嵌入式微处理器、存储系统、通信模块、人机接口、其它I/O接口（A/D、D/A、通用I/O等）以及电源等组成。

嵌入式系统的硬件层以嵌入式微处理器为核心。

2．中间层硬件层与软件层之间为中间层，它把系统软件与底层硬件部分隔离，使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关。

中间层一般包括：硬件抽象层（Hardware Abstract Layer，HAL）板级支持包（Board Support Package，BSP）3．软件层实时操作系统（Real Time Operating System，）文件系统图形用户接口（Graphical User Interfaces，GUI）网络系统通用组件模块RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。

4．功能层功能层由基于RTOS开发的应用程序组成，用来完成实际所需的应用功能。

功能层是面向被控对象和用户的，当需要用户操作时往往需要提供一个友好的人机界面。

3.嵌入式处理器的分类，有哪些典型的嵌入式处理器p8嵌入式处理器的分类：嵌入式微控制器（MCU），嵌入式微处理器（MPU），嵌入式DSP 处理器，SoC 片上系统。

1.嵌入式微控制器(MicroController)嵌入式微控制器又称单片机，就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。

嵌入式微控制器将CPU、存储器（少量的RAM、ROM或两者都有）和其他外设封装在同一片集成电路里，因为其片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器。

与嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本降低、可靠性提高。

由于微控制器低廉的价格、优良的功能，所以拥有的品种和数量最多，是目前嵌入式系统工业的主流。

32位嵌入式微处理器核主要内容MCORE/CCORE概述寄存器及编程模型MCORE/CCORE指令集中断与异常处理RISC（Reduced Instruction Set Computer）型处理器已普遍被嵌入式系统所采用MCORE/CCORE是目前常用的一种RISC型处理器，主要特点：高性能、低价格、低功耗C*Core是苏州国芯科技有限公司在摩托罗拉技术的高起点平台上，建立和发展的具有自主产权的高性能32位嵌入式RISC微处理器C*Core是面向高性能、低成本的嵌入式控制领域设计的，具有极低的系统功耗。

适用于电池供电的便携式产品以及为适合高温环境而设计的高集成度部件◆完全可综合的32位嵌入式RISC CPU◆低功耗，高性能，高代码密度◆特别适用于手提设备(PDA、移动电话)、通讯设备（无线局域网、路由器）、汽车工业（ABS、安全气囊、电喷控制、刹车控制）、家用电器以及众多的工业过程控制。

◆C*Core嵌入式CPU的主要类型：C210C310CS320本课程主要以C210为重点。

CCORE（C210）结构框架C210的主要特征32位RISC处理器架构固定16位指令长度16个32位的通用寄存器高效的4级执行流水线多数指令为单周期指令分支指令以及存储器访问仅需两个时钟周期支持字节、半字和字三种类型的存储器访问16个专用的交替寄存器支持快速中断支持矢量和自动矢量的中断具有两套处理器状态PSR和程序指针PC影子寄存器硬件整数乘法器阵列（C310）16-bit x 16-bit in 1 clock32-bit x 32-bit in 2 clocksCCORE（C210）微架构C210的指令执行流水线包括下列四级:取指指令译码/读寄存器文件执行寄存器回写16个通用寄存器用于存放操作数和指令结果。

寄存器R15被用作联接寄存器，存放子程序的返回地址。

寄存器R0存放当前的堆栈指针CCORE微结构(续）执行单元包括:一个32位的算术/逻辑单元（ALU）一个32位的桶型移位器Find-First-One (FF1)单元结果前馈硬件其他一系列用于支持乘法和多寄存器读取和存储的硬件程序计数器单元:一个PC累加器一个专用的分支地址加法器指令流水线和时序处理器流水线由取回指令、指令译码、执行和回写结果四个级别组成处理器还包括指令预取缓冲器，允许在指令译码的前一级别缓冲一个指令。

- 1 -高性能RISC CPU⏹ 增加到49条指令⏹ 指令周期可选：1T / 2T / 4T ⏹ 存储架构✓ 程序ROM: 8k x 14 bits ✓ 数据RAM: 1k x 8 bits✓ 数据EEPROM: 256 x 8 bits✓ 扇区程序代码保护 (扇区=1k x 14bits) ✓ 支持IAP ，VDD ≥ 2.7V ⏹ 16层硬件堆栈特殊单片机特性⏹ 工作温度范围：-40 ─85°C ⏹ 宽工作电压范围：1.9 ─ 5.5V ✓ DC – 8MHz: VDD ≥ 1.9V ✓ DC – 16MHz: VDD ≥2.7V ⏹ 时钟源✓ 两个内部时钟✓ 16M 高速高精度HIRC ✓ 32k 低速低功耗LIRC✓ 晶体振荡器和外部时钟输入 ✓ 晶体时钟缺失检测✓ 晶体时钟配置下的双速时钟启动 ✓ 慢时钟周期测量⏹ 带7位预分频的16位看门狗，时钟源可选 ⏹ 上电复位延时计数器 ⏹ 低功耗模式SLEEP✓ 系统时钟可选择保持运行或关闭 ⏹ 低电压复位LVR:✓ 2.0, 2.2, 2.5, 2.8, 3.1, 3.6, 4.1V ⏹ 低电压检测LVD:✓ 内部电压：2.0, 2.4, 2.8, 3.0, 3.6, 4.0V ✓ 或检测外部输入，可当比较器用 ⏹ 支持ISP 和在线调试OCD ✓ 3个硬件断点✓ 软复位，单步，暂停，跳跃等⏹ 封装形式: SOP24, SSOP24, TSSOP24, SOP28, SSOP28, LQFP32外设特性⏹ GPIO✓ 30个方向独立控制的通用IO ✓ 30个上拉独立控制的管脚 ✓ 30个上拉独立控制的管脚✓ 30个唤醒管脚：边沿或电平检测 ✓ ADC 输入通道：AN0 - AN7 ✓ 外部复位管脚：PC0✓ 30个可编程源电流管脚：2/4/14/26mA@5V ✓ 30个可编程灌电流管脚：max. 62mA@5V✓ 支持管脚第二功能的重映射 ⏹通信接口 ✓ UART✓ I2C, 主从机 ✓ SPI, 主从机⏹12 bit SAR ADC (x1)✓ 8个外部通道 + 1个¼ VDD 通道 ✓ 内部参考电压：VDD, 0.5V, 2V, 3V ✓ 外部参考：VREFP , VREFN ✓ 手动和自动触发方式 ✓ 支持延时触发 ⏹TIM1-16bit✓ 带16位预分频的16位定时器 ✓ 自动重载✓ 时钟源：系统时钟，HIRC 以及倍频时钟（晶体或HIRC 的二倍频），LIRC ✓ 周期、占空比寄存器双缓冲设计 ✓ 4个独立的捕捉/比较/PWM 通道✓ PWM 支持沿对齐，中心对齐，单次脉冲模式✓ 3组带死区控制的互补PWM 输出 ✓ 前沿消隐 ✓ 故障刹车控制 ⏹TIM2-16bit✓ 带15位预分频的16位定时器 ✓ 自动重载✓ 时钟源：系统时钟，HIRC 以及倍频时钟（晶体或HIRC 的二倍频），LIRC ✓ 周期、占空比寄存器双缓冲设计 ✓ 3个独立的捕捉/比较/PWM 通道⏹TIM4-8bit ，带8bit 预分频的基本定时器，时钟源可选FMD:TEL:+86-0755-********HRJ: ２０２０－５－２９ＦＭＤ授权代理商：深圳市浩瑞佳电子科技有限公司Rev1.05选型表注意：I2CRMAP功能，见UCFG2[4]位描述。

第八章可综合的VerilogHDL设计实例---简化的RISC CPU设计简介---第四章中的RISC_CPU模型是一个仿真模型，它关心的只是总体设计的合理性，它的模块中有许多是不可综合的，只可以进行仿真。

而本章中构成RISC_CPU的每一个模块不仅是可仿真的也都是可综合的，因为他们符合可综合风格的要求。

为了能在这个虚拟的CPU上运行较为复杂的程序并进行仿真, 因而把寻址空间扩大到8K（即15位地址线）。

下面让我们一步一步地来设计这样一个CPU，并进行仿真和综合，从中我们可以体会到这种设计方法的魅力。

本章中的VerilogHDL程序都是我们自己为教学目的而编写的，全部程序在CADENCE公司的LWB (Logic Work Bench)环境下和 Mentor 公司的ModelSim 环境下用Verilog语言进行了仿真, 通过了运行测试，并分别用Synergy和Synplify综合器针对不同的FPGA进行了综合。

分别用Xilinx和Altera公司的的布局布线工具在Xilinx3098上和Altera Flex10K10实现了布线。

顺利通过综合前仿真、门级结构仿真以及布线后的门级仿真。

这个CPU 模型只是一个教学模型, 设计也不一定合理, 只是从原理上说明了一个简单的RISC _CPU的构成。

我们在这里介绍它的目的是想说明：Verilog HDL仿真和综合工具的潜力和本文介绍的设计方法对软硬件联合设计是有重要意义的。

我们也希望这一章能引起对 CPU 原理和复杂数字逻辑系统设计有兴趣的同学的注意,加入我们的设计队伍。

由于我们的经验与学识有限，不足之处敬请读者指正。

8.1.什么是CPU？CPU 即中央处理单元的英文缩写，它是计算机的核心部件。

计算机进行信息处理可分为两个步骤：1)将数据和程序（即指令序列）输入到计算机的存储器中。

2)从第一条指令的地址起开始执行该程序，得到所需结果，结束运行。

CPU的作用是协调并控制计算机的各个部件执行程序的指令序列，使其有条不紊地进行。

2021年河南科技学院计算机应用技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、存储器采用部分译码法片选时，（）。

A.不需要地址译码器B.不能充分利用存储器空间C.会产生地址重叠D.CPU的地址线全参与译码2、设存储器容量为32字，字长为64位。

模块数m=4，采用低位交叉方式。

存储周期T=200ns，数据总线宽度为64位，总线传输周期r=50ns。

该交叉存储器的带宽是（）。

A.32×107bit/sB.8×107bit/sC.73×107bit/sD.18×107bit/s3、对于相同位数（设为N位，且各包含1位符号位）的二进制补码小数和十进制小数，（二进制小数所表示的数的个数）/（十进制小数所能表示的数的个数）为（）。

A.（0.2）NB. （0.2）N-1C. （0.02）ND. （0.02）N-14、浮点数加/减运算过程一般包括对阶、尾数运算、规格化、舍入和判断溢出等步骤。

设浮点数的阶码和尾数均采用补码表示，且位数分别为5位和7位（均含两位符号位）。

若有两个数，即x=2×29/32，y=25×5/8，则用浮点数加法计算xty的最终结果是（）。

A.001111100010B.001110100010C.010*********D.发生溢出5、用海明码对长度为8位的数据进行检/纠错时，若能纠正一位错，则校验位数至少为（）。

A.2B.3C.4D.56、某机器I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息，字符信息格式为1位起始位、8位数据位、1位校验位和1位停止位。

若要求每秒传送640个字符，那么该设备的有效数据传输率应为（）。

A.640b/sB.640B/sC.6400B/sD.6400b/s7、某总线共有88根信号线，其中数据总线为32根，地址总线为20根，控制总线36根，总线工作频率为66MHz、则总线宽度为（），传输速率为（）A.32bit 264MB/sB.20bit 254MB/sC.20bit 264MB/sD.32bit 254MB/s8、假定机器M的时钟频率为200MHz，程序P在机器M上的执行时间为12s。