分析intel公司pentium系列cpu結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-06-17 13:15本頁面
【正文】 數(shù)據(jù)cache是可讀可寫的，雙端口，每個(gè)端口32位，與U，V兩條流水線交換整數(shù)數(shù)據(jù)，或組合成一個(gè)64位端口與浮點(diǎn)運(yùn)算部件交換浮點(diǎn)數(shù)據(jù)。兩個(gè)cache與64位數(shù)據(jù)、32位地址的CPU內(nèi)部總線相連接。 兩個(gè)cache都使用物理地址。每個(gè)cache都有一個(gè)后援緩沖器TLB，負(fù)責(zé)將TLB命中的線性地址轉(zhuǎn)換成32位物理地址。2 超標(biāo)量流水線超標(biāo)量流水線是pentium系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的核心。它由U和V兩條指令流水線構(gòu)成，每條流水線都有自已的ALU、地址生成電路、與數(shù)據(jù)cache的接口?！ 】刂芌OM屬于微程序控制器，其中存放一組解釋指令操作順序的微指令代碼。 兩個(gè)地址生成器用于計(jì)算存儲(chǔ)器操作數(shù)地址。各種模式下的邏輯地址最終要轉(zhuǎn)換成物理地址來訪問數(shù)據(jù)cache，并用轉(zhuǎn)換后援（旁視）緩沖器TLB來加速這種地址轉(zhuǎn)換過程。寄存器堆有8個(gè)32位整數(shù)寄存器，用于地址計(jì)算、保存ALU的源操作數(shù)和目的操作數(shù)。五、存在問題及改進(jìn)建議要講ＣＰＵ，就必須先講指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)指的是一個(gè)ＣＰＵ所能夠處理的全部指令的集合，是一個(gè)ＣＰＵ的根本屬性。之所以說指令系統(tǒng)是一個(gè)ＣＰＵ的根本屬性，是因?yàn)橹噶钕到y(tǒng)決定了一個(gè)ＣＰＵ能夠運(yùn)行什么樣的程序，進(jìn)行什么操作。所有采用高級語言編出的程序，都需要翻譯（編譯或解釋）成為機(jī)器語言后才能運(yùn)行，這些機(jī)器語言就是由一條條的指令組成的。 通常，一條指令包括兩個(gè)部分：操作碼和地址碼。操作碼其實(shí)就是指令序列號，用來告訴ＣＰＵ需要執(zhí)行哪一條指令。地址碼則復(fù)雜一些，主要包括源操作數(shù)地址、目的操作數(shù)地址。在某些指令中，地址碼可以部分或全部省略，比如一條空指令 就只有操作碼而沒有地址碼。 從微處理器的指令系統(tǒng)來看，目前主要有兩種發(fā)展趨勢，一個(gè)是ＣＩＳＣ，一個(gè)是ＲＩＳＣ。 ＣＩＳＣ的產(chǎn)生、發(fā)展和現(xiàn)狀某一系列ＣＰＵ，如Ｉｎｔｅｌ Ｘ８６系列機(jī)，為了增加新的功能與提高速度，越來越多的復(fù)雜指令被加入到指令系統(tǒng)中。但是，這樣就導(dǎo)致一個(gè)問題：一個(gè)指令系統(tǒng)的指令數(shù)是受指令操作碼的位數(shù)所限制的，如果操作碼為８位，那么指令數(shù)最多 為２５６條（２的８次方）。那么怎么辦呢？指令的寬度是很難增加的，聰明的設(shè)計(jì)師們又想出了一種方案：操作碼擴(kuò)展。由于操作碼的后面跟著的是地址碼，而有些指令是用不著地址碼或只用少量的地址碼的。那么，就可以把操作碼擴(kuò)展到這些位置。然后，為了達(dá)到操作碼擴(kuò)展的先決條件：減少地址碼，設(shè)計(jì)師們又廣開思路，發(fā)明了各種各樣的尋址方式，如基址尋址、 相對尋址等，用以最大限度地壓縮地址碼長度，為操作碼留出空間。 就這樣，慢慢地，ＣＩＳＣ指令系統(tǒng)就形成了，大量的復(fù)雜指令、可變的指令長度、多種的尋址方式是ＣＩＳＣ的特點(diǎn)，也是ＣＩＳＣ的缺點(diǎn)：因?yàn)檫@些都大大增加了解碼的難度，而在現(xiàn)在的高速硬件發(fā)展下，復(fù)雜指令所帶來的速度提升早已不及在解碼上浪費(fèi)的時(shí)間。要改進(jìn)這一缺點(diǎn)，使計(jì)算機(jī)既有復(fù)雜指令又可以在能容忍的時(shí)間上解碼，我的建議是：制作一種新的而且速度超快的解碼方式。從而減少解碼所花費(fèi)的時(shí)間，大大的提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。六、實(shí)驗(yàn)器材湖北眾友公司ZY15CompSys12BB計(jì)算機(jī)組成原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱；PC機(jī)與網(wǎng)絡(luò)。七、附錄 執(zhí)行設(shè)計(jì)之前，我們進(jìn)行了簡單模型機(jī)和復(fù)雜模型機(jī)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)附圖如下：八、參考文獻(xiàn)及相關(guān)網(wǎng)址1.《計(jì)算機(jī)組成原理（第四版立體化教材）》，白中英主編，08年1月第四版，科學(xué)出版社2.《計(jì)算機(jī)組成原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（）》，湖北眾友科技實(shí)業(yè)股份有限公司3. ㄍIntel微處理器:從8086到Pentium系列體系結(jié)構(gòu)編程與接口技術(shù)》.4. 奔騰Ⅱ/Ⅲ處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作者： 張昆藏 出版社：電子工業(yè)出版社 5. 8086 /Pentium 微機(jī)原理及接口技術(shù) （第2版）(配有電子課件，教學(xué)大綱，習(xí)題庫)6. 80x86/Pentium 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用(第3版）7. Pentium系列微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)8. Intel微處理器——從8086到Pentium系列體系結(jié)構(gòu)、編程與接口技術(shù)(第5版)(影印版)9. The Pentium Microprocessor Antonakos, James L. Prentice Hall amp。 IBD (199611出版)10. baidu,14
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