什麼是CPU
CPU是數字處理系統中的一個重要環節。在某些時候，單片機、微處理器、DSP都可以稱作是CPU，只是它們的側重點有所不同罷了。具體來說，傳統意義上的單片機更偏重於嵌入式的計算，比如說我們經常使用的51、AVR、ARM芯片中不僅僅含有了運算和控制功能，它還涵蓋了定時器、串口、並口、USB、I2C總線等外部資源。
No.1
CPU和DSP有什麼區別
什麼是DSP呢，CPU一般只是作為DSP的一個核存在，它通常還會包含另外一個核，專門用於數字信號的處理工作。
而微處理器，也就是我們經常說的pc上的處理器，它的工作比較單一，專注於計算和控制功能的處理，因此一般來說在這方面的性能上面，單片機和DSP都是不能和它相比的，有了南橋芯片和北橋芯片的幫助，pc的微處理器就可以專注於自己的本職工作了，效率上面也會有一個很大的提高。
No.2
應用層設計需要注意的地方
對於朋友們來說，生活中遇到的最多的CPU其實是x86的CPU。當然，如果有朋友瞭解蘋果設備，也會知道一些ARM的相關事情。剩下的就是一些專用領域的CPU了，比如說在通信行業用到的比較多的PowerPC芯片，在高性能服務器用的到的SUN SPARC芯片，在科學計算領域使用到的MIPS芯片。
所以，無論遇到什麼芯片，對於應用層開發的朋友都是一樣的，只是在一些小地方需要還有一些注意的地方。
比如說：
- 數據的對齊方式
- 數據的字節序問題
- 函數參數的壓棧問題
- CPU的亂序執行問題
- CPU中cache和內存一致性的問題
當然，如果我們所要思考只是簡單的應用層設計，考慮到這些內容本身已經實屬不易了。然而，我們考慮的是如何設計嵌入式操作系統的問題，所以接下來還要看看一般CPU下面都包含了那些內容。這樣，只要熟練掌握了一款CPU的設計和實現，對其他CPU的知識也會觸類旁通了。
No.3
CPU的一些基本設計
任何一款CPU，不管是完成的功能是什麼樣的，通常都會有這樣一些基本設計。
(1)
寄存器：堆棧寄存器，pc寄存器，狀態寄存器，運算寄存器。
寄存器是CPU內部的基本資源。不管CPU的代碼執行到什麼時候，這些資源都是共享的，所以在CPU發生中斷、函數調用、線程切換的時候，都需要對這些寄存器進行保護，常用的基本措施就是把把它們保存到臨時堆棧當中去。
堆棧寄存器記錄了當前堆棧使用到了什麼地方，pc寄存器則記錄當前代碼跑到了什麼地方，下一條指令在什麼地方等。狀態寄存器則保存了當前CPU的執行情況，包括計算有沒有溢出、中斷是關還是開、有沒有除數異常等等。
至於運算寄存器就因CPU而異了，有的CPU寄存器比較少，比如說x86的寄存器；有的CPU寄存器就比較多，比如說PowerPC。運算寄存器的用途很多，比如說數據訪問、計算、移位、返回計算結果等等。
(2)
指令集：尋址指令、數學運算指令、邏輯運算指令、軟中斷指令、跳轉指令、遠程調用指令、IO訪問指令、棧操作指令。
指令集在某種程度上直接決定了某一種CPU的類型。就像Intel和AMD生產的CPU雖然有差別，但是它們的CPU使用的都是x86的指令集，而Marwell、Samsung和高通生產的CPU當然也不同，但是它們的指令集都是arm指令集。
所以，如果軟件在Marwell上跑，一般來說也可以在Samsung上跑起來。指令集很複雜，內容很多。但是通常來說，上面這些內容都是CPU所必須要完成的幾種指令。當然重中之重的還是中斷和棧處理指令。
(3)
中斷、異常處理機制：不管是什麼CPU，中斷部分的內容都是少不了的。試想一想，如果一顆CPU只知道不停地運行，那麼它的執行效率實際上是很低的。擁有了中斷的CPU不僅使得CPU可以和更多的外設IO打交道，還能極大地提高自身運行的效率。
不同的CPU處理中斷的方法其實都差不多，在整個CPU的地址空間裡面，通常在低地址區域會有一張中斷向量表，表中每一項記錄了每一箇中斷對應的處理函數。
所以，只要中斷髮生時，CPU就會首先將下一條pc地址壓入堆棧，然後跳轉到中斷向量表中對應的中斷地址處執行的相應的處理函數。這個過程是CPU自動完成的，不需要我們關心。
這樣對我們來說，它和CPU中的函數調用其實沒有什麼區別。等待中斷處理結束後，我們使用ret指令返回到之前壓入的那個IP地址處，繼續下面的代碼。整個過程就好像中斷根本沒有發生過一樣。
所以，對於CPU的瞭解其實主要就是對寄存器、指令集和中斷的瞭解。有了對中斷和堆棧的深入理解，其實也就沒有什麼困難的了。
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