140DDI35300 内置多层缓存 CPU 从不直接访问 RAM。现代 CPU 有一层或多层缓存。CPU 执行计算的能力比 RAM 向 CPU 提供数据的能力要快得多。其原因超出了本文的范围，但我将在下一篇文章中进一步探讨。 高速缓存比系统 RAM 更快，并且更接近 CPU，因为它位于处理器芯片上。高速缓存提供数据存储和指令，以防止 CPU 等待从 RAM 中检索数据。当 CPU 需要数据时——程序指令也被认为是数据——缓存会判断数据是否已经驻留并将其提供给 CPU。 如果请求的数据不在缓存中，它会从 RAM 中检索并使用预测算法将更多数据从 RAM 移动到缓存中。缓存控制器分析请求的数据并尝试预测需要从 RAM 中获取哪些额外数据。它将预期的数据加载到缓存中。通过将一些数据保存在比 RAM 更快的高速缓存中更靠近 CPU，CPU 可以保持忙碌状态，而不会浪费等待数据的周期。 我们的简单 CPU 具有三级缓存。第 2 级和第 3 级旨在预测接下来需要哪些数据和程序指令，将数据从 RAM 中移出，并将其移至更靠近 CPU 的位置，以便在需要时准备就绪。这些缓存大小通常在 1 MB 到 32 MB 之间，具体取决于处理器的速度和预期用途。

140CPU43412 CPU时钟和控制单元 140CPU43412包括所有 CPU 组件都同步才能顺利协同工作。控制单元以由时钟速度确定的速率执行此功能，并负责通过使用遍及整个 CPU 的定时信号来指导其他单元的操作。 随机存取存储器 (RAM) 尽管 RAM 或主存储器在此图和下图中显示，但它并不是 CPU 的真正组成部分。它的功能是存储程序和数据，以便在 CPU 需要它们时可以使用它们。

SCHNEIDER 140ACO13000 中央处理器（CPU），任何数字的主要部分计算机系统，一般由主存储器、控制单元和算术逻辑单元组成。它构成了整个计算机系统的物理心脏；它连接着各种外围设备，包括输入/输出设备和辅助存储单元。在现代计算机中，CPU 包含在称为微处理器的集成电路 芯片中。 这中央处理器的控制单元调节和集成计算机的操作。它以适当的顺序从主存储器中选择和检索指令并解释它们，以便在适当的时刻激活系统的其他功能元件以执行它们各自的操作。所有输入数据都通过主存储器传输到用于处理的算术逻辑单元，涉及四种基本算术功能（即加法、减法、乘法和除法）和某些逻辑运算，例如比较数据和选择所需的问题解决程序或可行的替代方案基于预定的决策标准。

假设计算机已收到从内存位置 10 读取数据的指令。为执行读取操作，140CPU65260该CPU 将 R/W 线提升到高电平以激活内存电路，为读取操作做准备。几乎同时，位置 10 的地址被放置在 AB 上。16位二进制（0000 0000 0000 1010）中的数字10被发送到AB中的内存中。10对应的二进制电信号操作内存中的特定电路，使该位置的二进制数据被放置到DB中。CPU 有一个内部寄存器，在读取操作期间被激活以接收和存储数据。然后CPU根据相关指令在下一个运行周期中处理数据。 每当 CPU 将数据从其内部寄存器之一发送到内存时，就会执行类似的操作，这是一种“写”操作。在这种情况下，R/W 线将设置为与读取操作相反的逻辑电平（即本例中的低电平）。写操作时，将要发送的数据放在DB中，同时目的地址放在AB中。此操作会将数据从 CPU 源位置传输到目标位置，目标位置可以是RAM中的内存位置，也可以是外部设备

为了让程序员设计出一个完整的程序，需要编写三个组件。 TSXCUSBMBP中央处理器代码： 通常用C 编程语言编写，CPU 代码通过调用由 Maxeler 编译器公开的适当函数来控制执行并使用 DFE 作为处理单元。 内核集： 每个内核都实现了一定的功能，大致相当于一个函数抽象。它有一组输入流和一组附加的输出流。
地址解码器控制对特定设计的内存和 I/O 寄存器的访问。通常，可编程逻辑器件 (PLD) 用于将每个存储芯片分配给特定范围的地址。特定范围内的输入地址代码会生成片选输出，从而启用该设备。I/O 端口寄存器，设置为处理进出系统的数据传输，也通过相同的机制分配特定地址，并由 CPU 以与内存位置相同的方式访问。分配给特定外围设备的地址称为内存映射。