原创 微处理器分类及主要技术性能

  1.2.1概述

  通常所说的中央处理器(Central Processing Unit,CPU)主要指运算器和控制器，是微处理器(Microproces-sor Units,MPU)最初的、基本的和通用的类型DSP是将专门的硬件乘法器固化于通用的CPU中，具有特殊结构的运算密集型的MPU,强调数据/图像处理能力MCU是经优化的嵌入式MPU，以控制电子设备为目的，强调独立自足和低成本性。

  MlPU有如下主要分类方法：

  (1)根据字长的不同，可以分为4位、8位、16位、32位和64位MPU。

  (2)根据应用领域的不同，可以分为嵌人式、移动计算低功耗、桌面I卜算、服务器/t作站等MPU。

  (3)根据性能的差异，可以分为高端、中端和低端MlPU。

  (4)根据实现方式的体系结构，又可以分为复杂指令集计算机(Complex lnstrction Set Computer,CISC)和精简指令集计算机(Reduced Instm以ion Set Computer,RISC)两大类，前者的指令功能强而数量少，但实现复复杂：后者的指令数量多，但实现简单高效，RISC微处理器以其卓越的性能占据了高档工作站和服务器领域，为身的继续发展开辟出一条光明大道。而CISC微处理器继续巩固在桌面市场的地位，并且茁壮成长。

  (5)从微体系结构的角度，还可以分为单发射微处理器、多发射微处理器以及単芯片多微处理器。
MPU是I十算机系统中最重要的芯片，它是整个计算机系统的控制中心和数据处理中心，现今的微处理器集成了指令控制部件、运算部件、存储控制部件、输入/输出及总线接口部件、中断部件、一级和/或二级高速缓冲存储器等，甚至集成了多个MPU。

1971年英特尔(lnlel)公司推出的世界上第一款4004 MPU芯片是一个里程碑，它带来了计算机发展的全新时代，在这短短的30多年间，MPU的功能和性能随着半导体工艺的突破而得到了飞速的提高。

微处理器的发展主要经历了下列三个时期：

  (1)CJSC时期(70年代一80年代中)以Intel公司的迅速崛起为标志，CISC结构的微处理器占据了市场的主流。

(2)沼SC时期(80年代中一90年代末)ltlSC结构的微处理器主要用于高性能计算领域和嵌入式系统。

(3)后RISC时期(90年代末以后)：RISC和CISC相互借鉴继续发展，并出现了新型的结构。
我国已研制成功了多款军用通用处理器芯片，如与美国P1750A兼容的FT-50和SM9950、与Intel公司
80C196KB/KC.、80386DX/EX.、80386EX/387SX. 80486DX. 80586MMX 兼 容 的 LC80I96KB/KC20. JSC386/
387DX33. JFM80386EX. Fr-387SX. 抗 \if 照 加 固 JFnf8O486EX. SM486DX33/66/266. RT-586-266 和
SM603e微处理器，其中FT-586.SM603o和L80C196KC20RH微处理器的原理框图和实物照片如图1.1.2、
图1.1.3和图1.8.1所示。

1.1.2 FT-586微处理器的原理框图

1.1.2 FT-586  实物照片

 

1.2.2 主要技术性能
处理能力是微处理器的最主要技术性能，通常采用SPEC分值来衡量，这是采用一套标准的测试程序来评定它的性能。SPEC测试程序从20世纪80年代末开始用于测试微处理器的性能，从SPEC89.SPEC92SPEC95.SPEC2000发展到现今的SPEC2006，国外目前最高性能的微处理器的SPEC2000的分值达到3000分，而国内最高性能的SPEC2000的分值只有100分左右。

其次，衡量微处理器性能的主要技术性能，还包括主频、处理速度、功耗、可靠性技术指标(工作温度、防静电保护ESD)等。根据主要技术性能的高低，一般又将微处理器分为低、中、高三档，各档次微处理器都有其应用领域和市场。

国外主要生产微处理器芯片的有Intel公司和AMD公司的×86系列、SUN公司的SPARC系列、IBM公司的

PowerPC系列、Digital公司的Alpha系列、MIPS公司的MIPS系列、HP公司的PIUSC系列等。国内主要有YHFT系列、SM系列和JSC系列等。国内具有代表性的军用微处理器芯片的主要技术性能见表1.1.1。
                                           表1.1.1国内具有代表性的军用微处理器芯片的主要技术性能