第2章_380x86系统微处理器答题.ppt

第二章 80X86微处理器的结构 张德煌 第二章 80X86微处理器的结构 张德煌 80286支持两种工作方式: 实地址方式(简称实方式)和虚地址方式(又称保护方式)。 2.5.9 Pentium 4微处理器 Pentium 4微处理器由Intel公司于2000年11月发布，中文名为“奔腾4”，简称P4。 该处理器采用了全新的设计，包括等效于400MHz(100×4)前端总线、SSE2指令集、256KB～512KB的L2缓存、全新的超线程技术及NetBurst架构，最低工作频率为1.3GHz。 P4最重要的一个特点就是在CPU中引入了超线程技术（Hyper Threading，简称“HT”)。超线程技术是在一颗CPU中可以同时执行两个线程的技术。 2.5.10 新一代64位处理器及多核处理器 2003年以后AMD公司和Intel公司陆续推出64位个人电脑用的微处理器芯片，个人电脑开始进入64位计算时代。 Intel 64位微处理器主要特点： 采用扩展64位内存技术，提供对64位数据处理支持 采用两种模式，可支持标准32位和64位处理 2005年以后AMD公司和Intel公司又陆续推出双核64位微处理器，接着又在随后的几年提出了三核、四核甚至八核的微处理器芯片。 使用多核最重要的一个原因在于功率问题。由于受到半导体工艺限制，单纯依靠提高CPU的工作频率来提高CPU性能的方式，已经非常困难。 2.5 Intel 80X86微处理器 X86系列微机是目前个人桌面处理和便携处理系统的主流，80X86微处理器的发展对微型计算机系统的发展起着决定性的作用。 Intel 8086微处理器的基本结构 16位处理器、40脚的DIP(双列直插)封装。 时钟频率：5MHz、8MHz和10MHz。 20条地址线，有220=1024KB=1MB 寻址能力。 缺口 1脚 20脚 40脚 Intel 8086微处理器内部由两个独立的功能部件组成：执行部件EU、总线接口部件BIU。 AH AL BH BL CH CL DH DL SP BP SI DI CS DS SS ES IP 1 2 4 6 5 3 标志寄存器 总线 控制 逻辑 指令队列 EU 控 制 ALU 地址加法器 ∑ BIU单元 EU单元 AX BX CX DX 内存 接口 EU和BIU独立并行工作，可以大大提高系统效率。 2.5.1 Intel 80286微处理器的基本结构 16位处理器，指令与8086兼容 时钟频率：最高25MHz， 24条地址线，有224(16MB)物理寻址能力 集成存储管理和保护机构，四层特权支持操作系统和多任务管理 实地址方式：兼容8086的全部功能，有20位地址线，220(1MB)寻址能力。 虚地址方式：可以支持虚拟存储器、地址空间的保护，可靠地支持多用户和多任务系统。有224字节(16MB)物理寻址能力，每个任务可以有230字节(1GB)的虚地址空间，每个虚地址空间通过转换映射到224(16MB)字节的物理地址中。 80286微处理器内部功能部件由8086的两个发展成了四个，这四个部件分别是地址部件AU、指令部件IU、执行部件EU和总线部件BU。 地址部件AU(Address Unit)：从EU的寄存器中取出地址，产生物理存储器地址或I／O端口地址。 总线部件BU(Bus Unit)：读取指令代码、读/写操作数据。 M/IO、BHE INTA、…… 寄存器 ALU 控 制 器 地址加法器 段基地址 段容量 段限检查 6字节指令队列 已译码3字 节指令队列 指令译码器 NMI INTR BUSY ERROR D0~D15 A0~A23 总线部件 BU 地址部件 AU 数据收发 地址锁存 总线控制 预取器 协处理 器接口 指令部件IU(Instruction Unit)：从BU取出指令、译码、送入已被译码的指令队列，IU与EU可并行操作。 执行部件EU(Execution Unit)：EU负责执行指令。 四个部件并行操作，提高了信息吞吐率，加快了处理速度。 M/IO、BHE INTA、…… 寄存器 ALU 控 制 器 地址加法器 段基地址 段容量 段限检查 已译码3字 节指令队列 指令译码器 NMI INTR BUSY ERROR D0~D15 A0~A23 指令部件 IU 执行部件 EU 6字节指令队列 数据收发 地址锁存 总线控制 预取器 协处理 器接口 2.5.2 Intel 80386微处理器的基本结构 32位处理器，指令与8086、80286相兼容 32位地址线，直接寻址4GB（1GB为230字节）物理地址空间 虚拟存储空间为