持续创作，加速成长！这是我参与「掘金日新计划 · 6 月更文挑战」的第10天！

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SoC整体架构

CPU-SoC中的大脑

• CPU所做的工作由其指令集决定（intel,AMD的x86以及ARM架构）
• CPU的控制和数据通路执行指令集中的各种指令

指令集系统（ISA）:是一个软硬件的界面。

指令集要完成哪些工作？

• 以ARM为例

  • 分支指令

  • 数据处理指令

    • 寄存器传送
    • 算术运算
    • 逻辑运算指令
    • 比较指令
    • 乘法指令

  • 存储器访问指令

    • Load/Store内存访问指令
    • 批量Load/Store内存访问指令（I-cache）
    • SWP操作指令：寄存器和存储器交换指令

  • SWI系统调用指令：软中断

  • 状态寄存器访问指令

控制和数据通路

• 取指：
• 译码：根据指令产生控制信号 （控制器:适当的时间向正确的部件发出正确的控制信号）
• 数据通路：在控制信号的控制下执行运算或传输功能

CPU性能优化技术

流水线技术（pipeline）

流水技术:通过增加指令吞吐率来改进性能

• 流水技术无助于减少单个任务的处理延迟（latency）,但有助于提高整体工作负载的吞吐率
• 多个不同任务同时操作，可以使用不同资源
• 潜在的加速比= 流水线级数（理论上流水线级数越多，潜在加速比越大）
• 流水线的速率受限于最慢的流水段
• 流水段的执行时间如果不均衡，那么加速比就会降低
• 开始填充流水线的时间和最后排放流水线的时间降低加速比（什么时间取指与什么时候结束）
• 相关（后一级流水需要等待前一级流水结束才可以发送）将导致流水线暂停

高速缓存技术 cache

主存就是常说的内存，DDR; Cache放在CPU与内存之间，一般都是片上高速的SRAM.接近于CPU速度。高速缓存解决了CPU与内存之间取指、取数据这样交互的过程。

超标量指令MIMD(多指令多数据)SIMD(单指令多数据)

可重构计算

这几年热度下降了

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需要了解一下ARM!!

总线 -SoC的骨架

• CPU、高速设备、低速设备、外部存储器控制接口、系统控制模块等等SoC中各个模块之间的数据传输
• SoC中的各个IP模块以统一的接口和总线通信，避免了挂接在不同SoC架构中部分代码的重新编写
• 常用的总线：AMBA(重要)、NoC