[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]第2章典型微處理器-資料下載頁
2025-01-15 06:43本頁面
【正文】 分頁描述符超高速緩存器分頁部件總線接口部件指令預(yù)取隊(duì)列指令預(yù)取單元32 位寄存器組桶形移位器A L U指令譯碼部件指令隊(duì)列32 位地址總線32 位數(shù)據(jù)總線控制總線N P X 接口中斷復(fù)位數(shù)據(jù)部件75 第 2章 252 80486微處理器 1989年 4月， Intel公司推出 80486，采用 1μm CHMOS工藝，芯片內(nèi)集成 120萬個(gè)晶體管，時(shí)鐘頻率 25 MHz~50 MHz。 80486在 80386原有 6個(gè)部件基礎(chǔ)上又新增高性能浮點(diǎn)運(yùn)算部件（ FPU）和高速緩沖存儲(chǔ)器（ Cache）兩個(gè)部件。 典型微處理器 76 第 2章 典型微處理器 1． 80486的主要特性 （ 1）在 CISC技術(shù)基礎(chǔ)上，首次采用 RISC技術(shù)，有效地減少指令時(shí)鐘周期個(gè)數(shù)。 （ 2）芯片上集成部件多。 （ 3）高性能的設(shè)計(jì)。 （ 4）完全的 32位體系結(jié)構(gòu)。 （ 5）增加了多處理器指令，增強(qiáng)了多重處理系統(tǒng)。 （ 6）具有機(jī)內(nèi)自測(cè)試功能。 77 第 2章 80486微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 215所示，包括總線接口部件、高速緩存（ Cache）部件、指令預(yù)取、指令譯碼部件、控制 /保護(hù)部件、整數(shù)部件、浮點(diǎn)運(yùn)算部件、分段部件和分頁部件 9個(gè)功能部件。 80486將這些部件集成在一塊芯片上，除減少主板空間外，還提高了 CPU的執(zhí)行速度。 典型微處理器 78 寄存器組桶形移位器ALU整數(shù)部件描述符寄存器極限/ 屬性PLA分段部件 分頁部件轉(zhuǎn)移用旁視緩沖區(qū)TLB高速緩存部件8 K B 高速緩存總線控制器數(shù)據(jù)總線收發(fā)器地址總線驅(qū)動(dòng)器指令譯碼部件已譯碼隊(duì)列浮點(diǎn)運(yùn)算部件浮點(diǎn)寄存器組指令預(yù)取部件3 2 字節(jié)指令隊(duì)列控制R O MA 31 ～A 2BE 0 ～BE 1D 31 ～D 0各種控制信號(hào)控制/ 保護(hù)部件圖 215 80486CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu) 79 第 2章 253 Pentium系列微處理器 Pentium系列微處理器從 Pentium、 Pentium Pro、 MMX Pentium到 Pentium II、 Pentium III、 Pentium 4等 ， Intel公司通過改變 CPU的工作頻率 、 二級(jí)緩存的大小 、 產(chǎn)品制造工藝等來不斷提高微處理器的性能 ， 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能也在不斷地?cái)U(kuò)充 。 典型微處理器 80 第 2章 1. Pentium系列微型計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn) （ 1）高集成度。 （ 2）時(shí)鐘頻率高。 （ 3）數(shù)據(jù)總線帶寬增加。 （ 4）片內(nèi)采用分立的指令 Cache和數(shù)據(jù) Cache結(jié)構(gòu)。 （ 5）采用 RISC型超標(biāo)量結(jié)構(gòu)。 （ 6）高性能的浮點(diǎn)運(yùn)算器。 （ 7）雙重分離式高速緩存。 典型微處理器 81 第 2章 （ 8）增強(qiáng)了錯(cuò)誤檢測(cè)與報(bào)告功能。 （ 9） 64位數(shù)據(jù)總線。 （ 10）分支指令預(yù)測(cè)。 （ 11）常用指令固化及微代碼改進(jìn)。 （ 12）具有實(shí)地址方式、保護(hù)方式、虛擬 8086方式及 SMM系統(tǒng)管理方式。 （ 13）軟件向上兼容 80386/80486。 典型微處理器 82 第 2章 2. Pentium微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) Pentium微處理器主要部件包括總線接口部件、指令高速緩存器、數(shù)據(jù)高速緩存器、指令預(yù)取部件（指令預(yù)取緩沖器）與轉(zhuǎn)移目標(biāo)緩沖器、寄存器組、指令譯碼部件、具有兩條流水線整數(shù)處理部件（ U流水線和 V流水線）、擁有加乘除運(yùn)算且具有多用途電路的流水浮點(diǎn)處理部件 FPU等。 典型微處理器 83 第 2章 3. Pentium Pro微處理器 Pentium Pro又稱為高能奔騰，是 Intel公司繼 Pentium之后于 1995年 11月推出的又一種新型高性能奔騰微處理器。比Pentium增加了 8條指令，對(duì) X86處理器向下兼容，采用 387個(gè)引腳 PGA封裝。 典型微處理器 84 第 2章 4. MMX及 MMX Pentium微處理器 MMX（ multi media extended，多媒體擴(kuò)展技術(shù)），增加了支持多媒體的指令集，使微處理器性能大大增強(qiáng)。 Pentium MMX稱為多能奔騰微處理器，是一種充分改善多信息應(yīng)用程序性能的微處理器。 Pentium MMX可全面提高計(jì)算機(jī)的綜合性能，主要包括整數(shù)運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算及多媒體應(yīng)用 3個(gè)方面。 典型微處理器 85 第 2章 5. PentiumⅡ 微處理器 PentiumⅡ 首次采用單邊連接盒的獨(dú)立接插式標(biāo)準(zhǔn)（ slot1），用一塊帶金屬外殼的印刷電路板，不但集成了處理器部件，還包括了 32 KB的 L1 Cache，并且處理器封裝與 512 KB~2 MB的 L2 Cache等置于同一個(gè)底座，共 242個(gè)引腳，可直接插入主板的相應(yīng)插座中。 典型微處理器 86 第 2章 6. Pentium Ⅲ 微處理器 1999年 Intel推出 Pentium Ⅲ 微處理器，總線頻率 100 MHz/133 MHz，內(nèi)部核心部分集成 950萬只晶體管，具有單指令多數(shù)據(jù)（ SIMD）浮點(diǎn)運(yùn)算部件。 SIMD技術(shù)使 Pentium Ⅲ 微處理器用一條指令就能完成以往需要 4條指令才能完成的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)運(yùn)算。 典型微處理器 87 第 2章 7. Pentium 4 微處理器 2021年 3月， Intel公司推出新一代高性能 32位 Pentium 4微處理器，采用 NetBurst新式處理器結(jié)構(gòu)，可更好地處理互聯(lián)網(wǎng)用戶的需求，在數(shù)據(jù)加密、視頻壓縮和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)等方面的性能都有較大幅度的提高。 典型微處理器 88 第 2章 Pentium微處理器采用的新技術(shù) 1．流水線及超流水線技術(shù) 2．指令預(yù)取技術(shù) 3．超標(biāo)量技術(shù) 4．動(dòng)態(tài)分支轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)技術(shù) 5．多處理器計(jì)算機(jī) 典型微處理器 89 本章小結(jié) ?8086微處理器從結(jié)構(gòu)上劃分為執(zhí)行部件和總線接口部件，充分利用總線，提高了 CPU工作效率。 ?8086寄存器使用非常靈活，供編程用有 14個(gè) 16位寄存器，按用途分為通用寄存器、段寄存器、指針和標(biāo)志寄存器三類。 ?應(yīng)掌握 8086存儲(chǔ)器分段管理、物理地址和邏輯地址的換算及 I/O端口的編址方式。 ?Pentium系列是普遍使用的微處理器。它們不僅增加了數(shù)據(jù)總線、地址總線位數(shù)，還采用了超流水線技術(shù)、指令預(yù)取技術(shù)、超標(biāo)量技術(shù)、動(dòng)態(tài)分支轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)技術(shù)和多處理器計(jì)算機(jī)等許多新技術(shù)，使微處理器性能大大增強(qiáng)。 90 第 2章內(nèi)容到此結(jié)束 謝謝各位 !
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