SMC控制閥，SMC緩沖器,，日本SMC緩沖器,，SMC液壓緩沖器/39529839/39529830：?jiǎn)螛s兵
SMC緩沖寄存器又稱緩沖器，它分輸入緩沖器和輸出緩沖器兩種,。前者的作用是將外設(shè)送來(lái)的數(shù)據(jù)暫時(shí)存放,，以便處理器將它取走；后者的作用是用來(lái)暫時(shí)存放處理器送往外設(shè)的數(shù)據(jù),。有了數(shù)控緩沖器,，就可以使高速工作的CPU與慢速工作的外設(shè)起協(xié)調(diào)和緩沖作用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的同步,。由于緩沖器接在數(shù)據(jù)總線上,，故必須具有三態(tài)輸出功能。 另有電梯緩沖器,，汽車彈簧緩沖器,。
SMC液壓緩沖器和輸出緩沖器兩種。前者的作用是將外設(shè)送來(lái)的數(shù)據(jù)暫時(shí)存放,，以便處理器將它取走,；后者的作用是用來(lái)暫時(shí)存放處理器送往外設(shè)的數(shù)據(jù)。有了數(shù)控緩沖器,，就可以使高速工作的CPU與慢速工作的外設(shè)起協(xié)調(diào)和緩沖作用,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的同步。由于緩沖器接在數(shù)據(jù)總線上,，故必須具有三態(tài)輸出功能,。 另有電梯緩沖器，汽車彈簧緩沖器,。
SMC液壓緩沖器的門電路其輸出驅(qū)動(dòng)能力與輸入狀態(tài)有關(guān),。另方面。帶緩沖器的門電路的轉(zhuǎn)移特性少是由3轉(zhuǎn)移特性相乘的結(jié)果,，因此轉(zhuǎn)換區(qū)域窄,，形狀接近理想矩形，并且不隨輸入使用端數(shù)的情況而變化,、加緩沖器的門電路,，抗干擾提高10％電源電壓。此外,，帶緩沖器的門電路還有輸出波形對(duì)稱,、交流電壓增益大、帶寬窄、輸入電容比較小等優(yōu)點(diǎn),。不過(guò),，由于附加了緩沖，也帶來(lái)了些缺點(diǎn),。例如傳輸延遲時(shí)間加大,，因此，帶緩沖器的門電路適宜用在高速電路系統(tǒng)中,。
基本線路構(gòu)成的門電路存在著抗干擾差和不對(duì)稱等缺點(diǎn),。為了克服這些缺點(diǎn)，可以在輸出或輸入端附加反相器作為緩沖,；也可以輸出或輸入端同時(shí)都加反相器作為緩沖,。這樣組成的門電路稱為帶緩沖 緩沖寄存器SMC控制閥，SMC緩沖器,，日本SMC緩沖器,，SMC液壓緩沖器/39529839/39529830：?jiǎn)螛s兵
器的門電路。 帶緩沖輸出的門電路輸出端都是1個(gè)反相器,，輸出驅(qū)動(dòng)能力僅由該輸出的管子特性決定,，與各輸入端所處邏輯狀態(tài)無(wú)關(guān)。而不帶緩沖器的門電路其輸出驅(qū)動(dòng)能力與輸入狀態(tài)有關(guān),。另方面,。帶緩沖器的門電路的轉(zhuǎn)移特性少是由3轉(zhuǎn)移特性相乘的結(jié)果，因此轉(zhuǎn)換區(qū)域窄,，形狀接近理想矩形,，并且不隨輸入使用端數(shù)的情況而變化、加緩沖器的門電路,，抗干擾提高10％電源電壓,。此外,，帶緩沖器的門電路還有輸出波形對(duì)稱,、交流電壓增益大、帶寬窄,、輸入電容比較小等優(yōu)點(diǎn),。不過(guò)，由于附加了緩沖,，也帶來(lái)了些缺點(diǎn),。例如傳輸延遲時(shí)間加大，因此,，帶緩沖器的門電路適宜用在高速電路系統(tǒng)中,。
基本原理
在CPU的設(shè)計(jì)中，般輸出線的直流負(fù)載能力可以驅(qū)動(dòng)個(gè)TTL負(fù)載，而在連接中,，CPU的根地址線或數(shù)據(jù)線,，可能連接多個(gè)存儲(chǔ)器芯片，但現(xiàn)在的存儲(chǔ)器芯片都為MOS電路,，主要是電容負(fù)載,，直流負(fù)載遠(yuǎn)小于TTL負(fù)載。故小型系統(tǒng)中,，CPU可與存儲(chǔ)器直接相連,，在大型系統(tǒng)中就需要加緩沖器。 任何程序或數(shù)據(jù)要為CPU所使用,，必須放到主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）中,，即CPU只與主存交換數(shù)據(jù)，所以主存的速度在很大程度上決定了系統(tǒng)的運(yùn)行速度,。程序在運(yùn)行期間,，在個(gè)較短的時(shí)間間隔內(nèi)，由程序產(chǎn)生的地址往往集中在存儲(chǔ)器的個(gè)很小范圍的地址空間內(nèi),。指令地址本來(lái)就是連續(xù)分布的,，再加上循環(huán)程序段和子程序段要多次重復(fù)執(zhí)行，因此對(duì)這些地址中的內(nèi)容的訪問(wèn)就自然的具有時(shí)間集中分布的傾向,。數(shù)據(jù)分 基本原理
布的集中傾向不如程序這么明顯,，但對(duì)數(shù)組的存儲(chǔ)和訪問(wèn)以及工作單元的選擇可以使存儲(chǔ)器地址相對(duì)地集中。這種對(duì)局部范圍的存儲(chǔ)器地址頻繁訪問(wèn),，而對(duì)此范圍外的地址訪問(wèn)甚少的現(xiàn)象被稱為程序訪問(wèn)的局部化（Locality of Reference）性質(zhì),。由此性質(zhì)可知，在這個(gè)局部范圍內(nèi)被訪問(wèn)的信息集合隨時(shí)間的變化是很緩慢的,，如果把在段時(shí)間內(nèi)定地址范圍被頻繁訪問(wèn)的信息集合成批地從主存中讀到個(gè)能高速存取的小容量存儲(chǔ)器中存放起來(lái),，供程序在這段時(shí)間內(nèi)隨時(shí)采用而減少或不再去訪問(wèn)速度較慢的主存，就可以加快程序的運(yùn)行速度,。這個(gè)介于CPU和主存之間的高速小容量存儲(chǔ)器就稱之為高速緩沖存儲(chǔ)器,，簡(jiǎn)稱Cache。不難看出,，程序訪問(wèn)的局部化性質(zhì)是Cache得以實(shí)現(xiàn)的原理基礎(chǔ),。同理，構(gòu)造磁盤高速緩沖存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱磁盤Cache）,，也將提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行速度,。目前CPU般設(shè)有緩存（L1 Cache）和二緩存（L2 Cache）。緩存是由CPU制造商直接做在CPU內(nèi)部的,，其速度極快,，但容量較小，般只有十幾K。PⅡ以前的PC般都是將二緩存做在主板上,，并且可以人為升,，其容量從256KB到1MB不等，而PⅡ CPU則采用了全新的封裝方式,，把CPU內(nèi)核與二緩存起封裝在只金屬盒內(nèi),，并且不可以升。二緩存般比緩存大個(gè)數(shù)量以上,，另外,，在目前的CPU中，已經(jīng)出現(xiàn)了帶有三緩存的情況,。SMC控制閥,，SMC緩沖器，日本SMC緩沖器,，SMC液壓緩沖器/39529839/39529830：?jiǎn)螛s兵
高速緩沖存儲(chǔ)器
高速緩沖存儲(chǔ)器,，即Cache。我們知道,，任何程序或數(shù)據(jù)要為CPU所使用,，必須放到主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）中，即CPU只與主存交換數(shù)據(jù),，所以主存的速度在很大程度上決定了系統(tǒng)的運(yùn)行速度,。程序在運(yùn)行期間，在個(gè)較短的時(shí)間間隔內(nèi),，由程序產(chǎn)生的地址往往集中在存儲(chǔ)器的個(gè)很小范圍的地址空間內(nèi),。指令地址本來(lái)就是連續(xù)分布的，再加上循環(huán)程序段和子程序段要多次重復(fù)執(zhí)行,，因此對(duì)這些地址中的內(nèi)容的訪問(wèn)就自然的具有時(shí)間集中分布的傾向,。數(shù)據(jù)分布的集中傾向不如程序這么明顯，但對(duì)數(shù)組的存儲(chǔ)和訪問(wèn)以及工作單元的選擇可以使存儲(chǔ)器地址相對(duì)地集中,。這種對(duì)局部范圍的存儲(chǔ)器地址頻繁訪問(wèn),，而對(duì)此范圍外的地址訪問(wèn)甚少的現(xiàn)象被稱為程序訪問(wèn)的局部化（Locality of Reference）性質(zhì)。由此性質(zhì)可知,，在這個(gè)局部范圍內(nèi)被訪問(wèn)的信息集合隨時(shí)間的變化是很緩慢的,，如果把在段時(shí)間內(nèi)定地址范圍被頻繁訪問(wèn)的信息集合成批地從主的系統(tǒng)中,，CPU訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí),，在Cache中能直接找到的概率，它是Cache的個(gè)重要指標(biāo),，與Cache的大小,、替換算法、程序特性等因素有關(guān)。增加Cache后,，CPU訪問(wèn)主存的速度是可以預(yù)算的,，64KB的Cache可以緩沖4MB的主存，且命中率都在90%以上,。以主頻為100MHz的CPU（時(shí)鐘周期約為10ns）,、20ns的Cache、70ns的RAM,、命中率為90%計(jì)算,，CPU訪問(wèn)主存的周期為：有Cache時(shí)，20×0.9+70×0.1=34ns,；無(wú)Cache時(shí),，70×1=70ns。由此可見(jiàn),，加了Cache后,，CPU訪問(wèn)主存的速度大大提高了，但有點(diǎn)需注意,，加Cache只是加快了CPU訪問(wèn)主存的速度,，而CPU訪問(wèn)主存只是計(jì)算機(jī)整個(gè)操作的部分，所以增加Cache對(duì)系統(tǒng)整體速度只能提高10~20%左右,。
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