CPU モジュールは、ビットの演算を実行する関数の組み合わせロジック、ビットを格納する記憶素子 (レジスタ)、記憶素子の更新を制御するクロック信号の 3 つの部分に分かれています。 CPU の基本的なタスクは命令を実行することであり、コンピュータの場合、命令は最終的に一連の「0」と「1」になります。 CPU は論理的に制御部、演算部、記憶部の 3 つのモジュールに分割され、CPU の内部バスで接続されています。
CPU は大規模集積回路の一種で、コンピュータの動作と制御の中核を成します。その機能は、コンピュータの命令を解釈し、コンピュータ ソフトウェアでデータを処理することです。 ＳＭＩＣプロセッサは、算術論理コンポーネント、レジスタコンポーネント、制御コンポーネントを含み、命令の処理、演算の実行、時間の制御、データの処理などの機能を有する。
CPUモジュールの主なコンポーネントは次のとおりです。
1. コントロールユニット
コントロール ユニットは、CPU 全体のコマンドおよび制御チップです。命令レジスタIR、命令デコーダID、演算コントローラOCを通じてコンピュータ全体の秩序ある動作を調整することが非常に重要です。ユーザーがあらかじめプログラムしたプログラムに基づいてメモリから各命令を順次取り出して命令レジスタIRに配置し、命令のデコード（解析）によって実行する演算を決定します。そして、動作制御部ＯＣは、決定したタイミングに従って、対応する各部にマイクロ動作制御信号を送信する。 OC の制御ロジックには、ビート パルス ジェネレーター、コントロール マトリックス、クロック パルス ジェネレーター、リセット回路、スタート ストップ回路が含まれます。
2. 操作部
それはアルゴリズムの中核です。算術演算 (加算および減算乗算やその追加演算などの基本演算を含む) および論理演算 (シフト、論理テスト、またはバイナリ比較を含む) を実行できます。制御装置に比べて、オペレータは制御装置から指示を受けて行動します。つまり、操作ユニットによって実行されるすべての操作は、制御ユニットによって送信される制御信号によってガイドされるため、操作ユニットが実行部分になります。
3. ストレージユニット
CPU モジュールの記憶ユニットには、CPU 内のデータの一時的な保存場所である CPU オンチップ キャッシュとレジスタ グループが含まれます。処理待ちのデータ、またはすでに処理されたデータを保存します。 CPU がレジスタにアクセスするのにかかる時間は、メモリにアクセスするのにかかる時間よりも短くなります。レジスタを使用することで、CPU がメモリにアクセスする回数が減り、CPU の動作速度が向上します。しかしながら、チップ面積や集積度の制限により、レジスタ群の容量は大きくない。レジスタグループは特殊レジスタと汎用レジスタに分けることができます。専用レジスタの機能は固定されており、対応するデータは個別に格納されます。ユニバーサル レジスタは広く使用されており、プログラマが設定できます。汎用レジスタの数はマイクロプロセッサによって異なります。