處理器架構

在PC端，最主要的就是X86的處理器，而移動端就要屬ARM的天下了。
目前市場上主流的芯片架構有 X86、ARM、RISC-V和MIPS四種

申威CPU用的是Alpha架構。
更多申威：https://baike.baidu.com/tashuo/browse/content?id=3b693b6bfbc18138ecde466f&bk_fr=planet

計算機處理器架構

（1）兩種指令集

兩種主要的計算機處理器體系結構：
CISC（Complex Instruction Set Computer,復雜指令集計算機）
RISC（Reduced Instruction Set Computer,精簡指令集計算機）
CISC（復雜指令集）：Intel 8051、Motorola MC68xxx、Atmel AT89
RISC（精簡指令集）：Motorola/IBM PowerPC、Atmel AVR、Microchip PIC、ARM、DEC Alpha

（2）基於指令集的體系架構

（2-1）基於CISC的體系架構：

目前我們所遇到的CPU體系架構按照名稱主要分為兩大類：IA和x86，在這兩類下又分別划分有32位和64位。按照這樣的分類，就出現了四種體系架構名稱：IA-32，IA-64，X86-32，X86-64。

X86是微處理器執行的計算機語言指令集，指一個Intel通用計算機系列的標准編號縮寫，也標識一套通用的計算機指令集合。1978年6月8日，Intel 發布了新款16位微處理器 8086，也同時開創了一個新時代：X86架構誕生了。X86指令集是美國Intel公司為其第一塊16位CPU（i8086）專門開發的，美國IBM公司1981年推出的世界第一台PC機中的CPU–i8088（i8086簡化版）使用的也是X86指令。隨着CPU技術的不斷發展，Intel陸續研制出更新型的i80386、i80486直到今天的 Pentium 4系列，但為了保證電腦能繼續運行以往開發的各類應用程序以保護和繼承豐富的軟件資源，所以Intel公司所生產的所有CPU仍然繼續使用X86指令集。

x86：x86是Intel公司首先研發的一種CPU體系架構，這種體系架構也常被稱為80×86。該系列最早的處理器即為16位的Intel 8086。由於Intel早年對於這個系列的處理器都是以80開頭並以86結尾，比如Intel 8086、80186、80286及80386等，因此用x86或者80×86表示該體系架構，其中“x”即為英文字母x。值得注意的是，x86代表一類處理器的體系架構，並不特指Intel公司的處理器，比如AMD公司也生產遵循x86架構的處理器。另外，x86體系架構包含16位、32位和64位。

x86-32：表示32位的x86體系架構，該系列也被稱為IA-32或i386，甚至直接使用x86來代表這種體系架構。該架構的第一款CPU為Intel 80386，它完全取代了16位x86架構的CPU。

x86-64：表示64位的x86體系架構。該架構由AMD公司首推，因此AMD將其稱為AMD64。Intel隨后也推出了64位的x86架構，將其稱為Intel64。由於這兩個64位的架構幾乎相同，因此許多其他廠商使用不偏袒任何廠商的稱呼x86-64來表示對這兩個架構的兼容。該架構有時也被稱為x86_64或x64，某些廠商也用AMD64或amd64同時表示Intel64和AMD64。

IA-32：表示英特爾32位元架構，英文全稱為Intel Architecture 32-bit.它與x86-32表示同一種體系架構，只不過Intel現如今將x86-32稱為IA-32。

IA-64：表示Intel與惠普合作開發的一種嶄新的64位體系架構，它與x86架構不兼容。因此，IA-64與上面提到的x86-64或x64代表的含義不同。

（2-2）基於RISC的體系架構：

SPARC

https://www.cnblogs.com/chaohm/p/5674886.html

RISC-V架構

RISC-V 架構是基於 精簡指令集計算（RISC）原理建立的開放 指令集架構（ISA），RISC-V是在指令集不斷發展和成熟的基礎上建立的全新指令。RISC-V 指令集完全開源，設計簡單，易於移植Unix系統，模塊化設計，完整工具鏈，同時有大量的開源實現和流片案例，得到很多芯片公司的認可。RISC-V 架構的起步相對較晚，但發展很快。它可以根據具體場景選擇適合指令集的指令集架構。基於RISC-V 指令集架構可以設計服務器CPU，家用電器CPU，工控CPU和用在比指頭小的傳感器中的CPU。

DEC Alpha

Alpha是DEC公司推出的RISC指令集系統，基於Alpha指令集的CPU也稱為Alpha AXP架構，是64位的 RISC微處理器，最初由DEC公司制造，並被用於DEC自己的工作站和服務器中。作為VAX的后續被開發，支持VMS操作系統，如 Digital UNIX。Alpha指令集和MIPS指令集出自同門，非常相似，但是推出比MIPS要晚，並且增加一些新的特點，如條件轉移指令等。

ARM架構：

ARM架構是一個32位精簡指令集處理器架構，其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由於節能的特點，ARM處理器非常適用於移動通訊領域，符合其主要設計目標為低耗電的特性。如今，ARM家族占了所有32位嵌入式處理器75%的比例，使它成為占全世界最多數的32位架構之一。ARM處理器可以在很多消費性電子產品上看到，從可攜式裝置到電腦外設甚至在導彈的彈載計算機等軍用設施中都有它的存在。

ARM在1990年成立，當初的名字是“Advanced RISC Machines Ltd.,”，從命名就可以看出是基於RISC設計的架構。ARM架構過去稱作進階精簡指令集機器(Advanced RISC Machine，更早稱作:Acorn RISC Machine)，是一個精簡指令集(RISC)處理器架構，其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由於節能的特點，ARM處理器非常適用於移動通訊領域，符合其主要設計目標為低耗電的特性。在今日，ARM家族占了所有32位嵌入式處理器75%的比例，使它成為占全世界最多數的32位架構之一。

Thumb指令集：Thumb指令可以看做是ARM指令壓縮形式的子集，它具有16為的代碼密度。Thumb不是一個完整的體系結構，不能指望處理程序只執行Thumb指令而不支持ARM指令集。因此，Thumb指令只需要支持通用功能，必要時，可借助完善的ARM指令集，例如：所有異常自動進入ARM狀態。

ARM指令集：ARM指令集是指計算機ARM操作指令系統。ARM指令集是基於精簡指令集計算機(RISC)設計的，其指令集的譯碼機制相對比較簡單，ARMv7-A具有32bit的ARM指令集和16/32bit的Thumb/Thumb-2指令集，ARM指令集的優點是執行效率高但不足之處也很明顯，就是代碼密度相對低一些。而作為ARM指令集子集的Thumb指令集，代碼密度相對比ARM指令高，而且堅持了ARM一貫的性能優但也有一個致命的缺點就是效率低；正所謂魚和熊掌不可兼得，這也是數字邏輯電路設計所謂的時間和空間的問題；而Thumb-2指令集多為32bit的指令，對於上述的ARM指令和Thumb指令做了一個折中，代碼執行效率和密度都相對比較適中。幾乎所有的ARM指令都可以條件執行，而另外兩者僅有部分才具備此功能，三種指令均可相互調用，而且指令之間狀態切換開銷很小，幾乎可以忽略。

MIPS架構：

MIPS架構是一種采取 精簡指令集（RISC）的處理器架構，1981年出現，由MIPS科技公司開發並授權，它是基於一種固定長度的定期編碼指令集，並采用 導入/存儲（Load/Store）數據模型。經改進，這種架構可支持高級語言的優化執行。其算術和邏輯運算采用三個操作數的形式，允許編譯器優化復雜的表達式。如今基於該架構的芯片廣泛被使用在許多電子產品、網絡設備、個人娛樂裝置與商業裝置上。最早的MIPS架構是32位，最新的版本已經變成64位。

無內部互鎖流水級的微處理器(Microprocessor without interlocked piped stages architecture)，在1981年由MIPS科技公司開發並授權，廣泛被使用在許多電子產品、網絡設備、個人娛樂裝置與商業裝置上。最早的MIPS架構是32位，最新的版本已經變成64位。它的基本特點是:包含大量的寄存器、指令數和字符\可視的管道延時時隙。這些特性使MIPS架構能夠提供最高的每平方毫米性能和當今SoC設計中最低的能耗。

32位架構：

MIPS32®架構刷新了32位嵌入式處理器的性能標准。它是MIPS科技公司下一代高性能MIPS-Based™處理器SoC發展藍圖的基礎，並向上兼容MIPS64®64位架構。MIPS架構擁有強大的指令集、從32位到64位的可擴展性、廣泛的軟件開發工具以及眾多MIPS科技公司授權廠商的支持，是領先的嵌入式架構。MIPS32架構是以前的MIPS I™ 和 MIPS II™指令集架構（ISA）的擴展集，整合了專門用於嵌入式應用的功能強大的新指令，以及以往只在64位R4000™ 和 R5000® MIPS®處理器中能見到的已經驗證的存儲器管理和特權模式控制機制。通過整合強大的新功能、標准化特權模式指令以及支持前代ISA，MIPS32架構為未來所有基於32位MIPS的開發提供了一個堅實的高性能基礎。

64位架構：

MIPS64®架構刷新了64位MIPS-Based™嵌入式處理器的性能標准。它代表着下一代高性能MIPS®處理器的基礎，並兼容MIPS32®32位架構。MIPS架構擁有強大的指令集、從32位到64位的可擴展性、廣泛可獲得的軟件開發工具以及眾多MIPS科技公司授權廠商的支持，是領先的嵌入式架構。MIPS64架構是以前的MIPS IV™ 和 MIPS V™指令集架構（ISA）的擴展集，整合了專門用於嵌入式應用的功能強大的新指令，以及以往在R4000® 和 R5000® MIPS處理器中執行的已經驗證的存儲器管理和特權模式控制機制。通過整合強大的新功能、標准化特權模式指令、支持前代ISA，以及提供從MIPS32架構升級的路徑，MIPS64架構為未來基於MIPS處理器的開發提供了一個堅實的高性能基礎。

微型架構：

microMIPS™是一種在單個統一的指令集架構中集成了16位和32位優化指令的高性能代碼壓縮技術。它支持MIPS32® 和MIPS64® Release 2架構，整合了可變長度重新編碼MIPS指令集和新增的代碼量優化16位和32位指令，可提供高性能和高代碼密度。microMIPS是一個完整的ISA，既能單獨工作，也能與原有的MIPS32兼容指令解碼器共同工作，允許程序混合16位和32位代碼，無需模式切換。microMIPS的程序代碼量較小，因此可獲得更好的緩存利用率和更小的取指帶寬（fetch bandwidth），從而有助於提升性能，降低功耗。microMIPS包含所有MIPS ASE指令，支持CorExtend™/UDI接口。而且，針對microMIPS軟件及系統開發，MIPS科技公司與第三方合作伙伴生態系統提供有一套全面完善的軟硬件工具支持。新推出的M14K™和 M14Kc™是首先執行 microMIPS的處理器內核。

PowerPC架構：

PowerPC 是一種精簡指令集（RISC）架構的中央處理器（CPU），其基本的設計源自IBM（國際商用機器公司）的IBM PowerPC 601 微處理器POWER（Performance Optimized With Enhanced RISC；《IBM Connect 電子報》2007年8月號譯為“增強RISC性能優化”）架構。二十世紀九十年代，IBM(國際商用機器公司)、Apple（蘋果公司）和Motorola（摩托羅拉）公司開發PowerPC芯片成功，並制造出基於PowerPC的多處理器計算機。PowerPC架構的特點是可伸縮性好、方便靈活。

PowerPC 體系結構分為三個級別（或者說是“book”）。通過對體系結構以這種方式進行划分，為實現可以選擇價格/性能比平衡的復雜性級別留出了空間，同時還保持了實現間的代碼兼容性。

Book I. 用戶指令集體系結構定義了通用於所有 PowerPC 實現的用戶指令和寄存器的基本集合。這些是非特權指令，為大多數程序所用。

Book II. 虛擬環境體系結構定義了常規應用軟件要求之外的附加的用戶級功能，比如高速緩存管理、原子操作和用戶級計時器支持。雖然這些操作也是非特權的，但是程序通常還是通過操作系統調用來訪問這些函數。

Book III. 操作環境體系結構定義了操作系統級需要和使用的操作。其中包括用於內存管理、異常向量處理、特權寄存器訪問、特權計時器訪問的函數。Book III 中詳細說明了對各種系統服務和功能的直接硬件支持。

參考：
https://www.cnblogs.com/yeshenmeng/p/10789051.html
https://cloud.tencent.com/developer/article/1877410
https://www.zhihu.com/question/423489755/answer/1622380842

機器人控制架構

1. 程控架構，又稱規划式架構，即根據給定初始狀態和目標狀態規划器給出一個行為動作的序列，按部就班地執行。較復雜的程控模型也會根據傳感器的反饋對控制策略進行調整，例如在程序的序列中采用“條件判斷+跳轉”這樣的方法。

2. 包容式架構和基於行為的控制模型，又稱為反應式模型，復雜任務被分解成為一系列相對簡單的具體特定行為，這些行為均基於傳感器信息並針對綜合目標的一個方面進行控制。基於行為的機器人系統對周圍環境的變化能作出快速的響應，實時性好，但它沒有對任務做出全局規划，因而不能保證目標的實現是最優的。

3. 混合式架構，是規划和基於行為的集成體系，不僅對環境的變化敏感，而且能確保目標的實現效率。通常混合式架構有兩種模式：一種模式是，決策系統的大框架是基於規划的，在遇到動態情況時再由行為模型主導；另一種模式是，決策系統的大框架基於行為，在具體某些行為中采用規划模型。總之，混合式架構的設計目的是盡可能綜合程控架構和包容式架構的優點，避免其缺點。

參考：
https://blog.csdn.net/hit_kongquan/article/details/5780545