关于CPU的知识杂谈

彭红福

1、 程序在CPU里面的执行

CPU只能识别1010的二进制，所以我们在电脑上写好的程序必须要经过编译器转换才可以被CPU识别和执行。

首先C等高级语言写好的源代码要经过编译器转换成“.S”的汇编源代码再经过汇编器转换成Elf（也可以是其他的二进制格式）格式的二进制的可执行程序在用Objcopy工具转换成Bin格式的烧录文件（还是二进制文件只是剔除了一些不需要的文件），烧录到Flash里面，CPU通过总线读取后解码，解码完了CUP在执行指令。

汇编的实质其实是机器指令（机器码，就是一串0101的二进制）的助记符，机器的指令集是CPU的设计者制定的，不同的CPU机器指令集设计不同（因此用汇编写的程序很难在不同的cup之间移植），这些指令可以控制CPU的内部的逻辑电路，因为它是直接控制CPU的所以汇编的执行效率是最高的，机器指令集有点类似CPU设计者开放给程序员的API接口函数。

2、 CISC（complex instruction set computer），复杂指令集CUP

CISC就是用最少的指令来完成任务，只需要输入一个指令，很多其他的计算由硬件电路实现，每个指令都对应一个复杂的电路，（两三百个指令就对应两三百个复杂的硬件电路），比如增加一个串口外设，就要对应增加操作这个外设的指令，CISC的本身设计复杂工艺复杂，但是编译器好设计，inter至今还在使用CISC设计。

3、 RISC（reduced instruction set computer），精简指令集CUP

RISC就是让软件来实现具体的任务，CPU本身只提供基本的指令集，因此对应的硬件电路相对简单（这里的硬件是CPU内部的逻辑电路），ARM的CPU就是精简指令集的，访问外设和访问内存是差不多的，所以只需一些操作内存或者数据移动等一些指令，常用的指令就几十个，但是编译器的设计变难了。