Tìm hiểu kỹ thuật vi xử lý ppt

Vi xử lý 80386 Vi xử lý 80386 Nội dung chính: Nội dung chính: Lịch sử phát triển họ vi xử lý iX86 Lịch sử phát triển họ vi xử lý iX86 Vi xử lý 80386 Vi xử lý 80386  Cấu trúc khối Cấu trúc khối  Các chế độ vận hành của vi xử lý 80386 Các chế độ vận hành của vi xử lý 80386  Hệ thống vào ra Hệ thống vào ra  Quản lý bộ nhớ Quản lý bộ nhớ  Cấu trúc lệnh Cấu trúc lệnh Công nghệ mới Công nghệ mới Kết luận Kết luận Tài liệu tham khảo Tài liệu tham khảo I. Lịch sử phát triển họ 80386 I. Lịch sử phát triển họ 80386 VXL 16bit VXL 16bit  80186(iAPX 186)sử dụng chủ yếu trong những ứng 80186(iAPX 186)sử dụng chủ yếu trong những ứng dụng nhúng,bộ điều khiển thiết bị đầu cuối dụng nhúng,bộ điều khiển thiết bị đầu cuối  80286(286) là vi xử lý đầu tiên của Intel có thể chạy 80286(286) là vi xử lý đầu tiên của Intel có thể chạy được tất cả các ứng dụng viết cho các VXL trước đó. được tất cả các ứng dụng viết cho các VXL trước đó. Có hai chế độ hoạt động là:chế độ thực và chế độ Có hai chế độ hoạt động là:chế độ thực và chế độ bảo vệ bảo vệ VXL 32bit : VXL 32bit :  Intel 386 gồm các họ 386DX,386SX,376LX là một Intel 386 gồm các họ 386DX,386SX,376LX là một bước nhảy vọt so với các VXL trước đó. Có khả năng bước nhảy vọt so với các VXL trước đó. Có khả năng xử lý đa nhiệm,có thể chạy nhiều chương trình khác xử lý đa nhiệm,có thể chạy nhiều chương trình khác nhau cùng một thời điểm nhau cùng một thời điểm  Intel 486 gồm các phiên bản 486DX,486SX,486SL. Intel 486 gồm các phiên bản 486DX,486SX,486SL. Những phiên bản này có bộ nhớ sơ cấp,có thiết kế Những phiên bản này có bộ nhớ sơ cấp,có thiết kế pipeline. pipeline. I.Vi xử lý 80386 I.Vi xử lý 80386 1.Cấu trúc khối 1.Cấu trúc khối Đóng vỏ và các chân chức năng: Đóng vỏ và các chân chức năng:  Các chip 80386 đóng vỏ gốm PGA (ceramic pin grind Các chip 80386 đóng vỏ gốm PGA (ceramic pin grind package) 132 pin với công nghệ CHMOS III. package) 132 pin với công nghệ CHMOS III.  386SX có cấu trúc bên trong giống như 386DX nhưng 386SX có cấu trúc bên trong giống như 386DX nhưng chỉ có bit địa chỉ là 24bit và bus dữ liệu là 16bit. chỉ có bit địa chỉ là 24bit và bus dữ liệu là 16bit. 386SX phù hợp với thiết bị nhớ và ngoại vi 8bit và 386SX phù hợp với thiết bị nhớ và ngoại vi 8bit và 16bit. 386LX cũng được dùng trong nhiều loại IBM 16bit. 386LX cũng được dùng trong nhiều loại IBM PC/XT PC/XT 80386 dùng điện thế Vss,Vcc=5.0V tiêu thụ 80386 dùng điện thế Vss,Vcc=5.0V tiêu thụ dòng trung bình 550mA-phiên bản tần số dòng trung bình 550mA-phiên bản tần số 25MHZ,500mA-phiên bản tần số 25MHZ,500mA-phiên bản tần số 25MHZ,600mA-phiên bản 20MHZ… 25MHZ,600mA-phiên bản 20MHZ… Các chân tín hiệu : Các chân tín hiệu :  80386 có 20 chân tín hiệu :A31-A3; D31-D0;BE#- 80386 có 20 chân tín hiệu :A31-A3; D31-D0;BE#- BE0;m/IO#; W/R#;ADS#(address data BE0;m/IO#; W/R#;ADS#(address data strobe);RESET…. strobe);RESET…. Các thanh ghi Các thanh ghi  Thanh ghi của 80386 đều là thanh ghi 32bit,một số Thanh ghi của 80386 đều là thanh ghi 32bit,một số thanh ghi có thể chia thành 16bit hoặc 8bit thanh ghi có thể chia thành 16bit hoặc 8bit  Với 32bit địa chỉ không gian địa chỉ của CPU 80386 là Với 32bit địa chỉ không gian địa chỉ của CPU 80386 là 4GB. CPU 80386 có 64K cửa vào/ra 8bit,16bit,32bit 4GB. CPU 80386 có 64K cửa vào/ra 8bit,16bit,32bit  CPU 80386 có thể hoạt động với bộ đồng xử lý toán CPU 80386 có thể hoạt động với bộ đồng xử lý toán học học Tập các thanh ghi Tập các thanh ghi  Thanh ghi đa dụng và thanh ghi con trỏ: được mở Thanh ghi đa dụng và thanh ghi con trỏ: được mở rộng thành thanh ghi 32bit :EAX,EBX, ESP…tuy rộng thành thanh ghi 32bit :EAX,EBX, ESP…tuy nhiên vẫn có thể sử dụng thanh ghi 8bit hoặc 16bit nhiên vẫn có thể sử dụng thanh ghi 8bit hoặc 16bit  Các thanh ghi đoạn: vẫn giữ nguyên chiều dài Các thanh ghi đoạn: vẫn giữ nguyên chiều dài 16bit,nhưng có thêm hai thanh ghi đoạn FS và GS, 16bit,nhưng có thêm hai thanh ghi đoạn FS và GS, được dùng giống như thanh ghi ES. được dùng giống như thanh ghi ES.  Thanh ghi trạng thái SR và thanh ghi đếm chương Thanh ghi trạng thái SR và thanh ghi đếm chương trình :cũng được nâng lên 32bit trình :cũng được nâng lên 32bit Gồm 16bit thấp như trong 80286 và 16bit cao Gồm 16bit thấp như trong 80286 và 16bit cao  Các thanh ghi gỡ rối (DR0-DR7) và kiểm tra (TR0- Các thanh ghi gỡ rối (DR0-DR7) và kiểm tra (TR0- TR1) TR1)  Thanh ghi quản lý bộ nhớ:thanh ghi Thanh ghi quản lý bộ nhớ:thanh ghi GDTR,LDTR,IDTR,TR,có chức năng giống như trong GDTR,LDTR,IDTR,TR,có chức năng giống như trong 80286 chỉ khác ở chỗ: địa chỉ cơ sở 32bit và giá trị 80286 chỉ khác ở chỗ: địa chỉ cơ sở 32bit và giá trị giới hạn là 20bit giới hạn là 20bit  Thanh ghi điều khiển:thanh ghi CR0,CR1,CR2,CR3 Thanh ghi điều khiển:thanh ghi CR0,CR1,CR2,CR3 [...]... trình này liên tục do vi xử lý đưa ra các địa chỉ các vùng nhớ liên tiếp nhau Thời gian truy nhập bộ nhớ nhờ kỹ thuật xen kẽ tăng từ 78ns đến 145.5ns với nhịp đồng hồ hệ thống là 16MHz Kỹ thuật đường ống: kỹ thuật đường ống trong 80386 cho phép bộ nhớ có thêm một chu kỳ nhịp phụ để truy cập dữ liệu nhịp phụ mở rộng thời gian truy cập từ 50ns cho đên 81ns của 80386 16 MHz Kỹ thuật đường ống là một... 00000000h-FFFFFFFFh Phương pháp kỹ thuật kết nối các bộ nhớ tốc độ thấp với 80386  kỹ thuật nhớ xem kẽ: nhằm mục đích kéo dài thời gian truy cập bộ nhớ mà không cần phải đưa vào các trạng thái chờ đợi trong chu kỳ bus bộ nhớ xen kẽ chia thành hai phần một phần có các địa chỉ 32bit 0000000h-000003h,000008h-00000Bh phần còn lại có các địa chỉ 000004h-000007h,00000Ch-00000Fh trong khi vi xử lý truy cập tới vùng... độ nhanh” ( caching ) mà các thế hệ trước chưa có IV.Kết luận : 80386 là một bộ vi xử lý 32 bit do hãng Intel đưa ra vào tháng 10 năm 1985 và được dùng trong các máy tính IBM và tương thích; chẳng hạn như PS/ 2 Model 80 Intel 80386 đại diện cho bước tiến có tính cách mạng so với tiền thân của nó Chip 80386 là bộ vi xử lý hoàn toàn 32 bit, có nghĩa là nó có các thanh ghi 32 bit, truyền thông tin mỗi... 32bit và chia thành 4 băng Các vùng vào/ra được đánh số từ 0000h-FFFFh Bộ đồng xử lý toán học 80387 sử dụng vùng vào/ra 800000F8h-800000FFh để kết nối giữa 80387 và 80386 4.quản lý bộ nhớ Không gian nhớ:bộ nhớ vật lý của 80386DX tối đa là 4GB Không gian địa chỉ ảo có thể đến 64TB và sắp xếp thành các không gian nhớ vật lý dung lượng 4GB nhờ MMU.MMU bên trong 80386 tương tự như MMU bên trong 80286,nhưng... được đặt trong một trang nhớ vật lý. Một trang nhớ tuyến tính là trang được địa chỉ bằng các giá trị selection và offset trong chế độ thực và chế độ ảo Một trang nhớ tồn tại trong bộ nhớ vật lý, có dung lượng 4kbyte Thư mục trang(page directory): thư mục trang chiếm một vùng nhớ gồm 1024 bảng chuyển đổi trang PTT Mỗi PTT chuyển đổi một địa chỉ logic thành một địa chỉ vật lý    Để sử dụng chế độ này... phải có một phần mềm đặc biệt như Quaterdeck Office System DESQiew hoặc Microsoft Windows Bảng trang(page table):bảng trang chứa 1024 địa chỉ vật lý được truy nhập để chuyển đổi địa chỉ tuyến tính thành địa chỉ vật lý Cơ chế phân trang cho phép bộ nhớ vật lý được gán cho bất kỳ địa chỉ tuyến tính nào 3 Hệ thống vào ra Hệ thống vào ra (I/O system) của 80386 dựa trên nguyên tắc chung đã dùng chung cho...2.Các chế độ vận hành của bộ xử lý 80386 CPU-80386 có thể vận hành theo một trong 3 chế độ: chế độ thực,chế độ bảo vệ,chế độ ảo  chế độ thực: không gian địa chỉ của 80386 bị giới hạn ở mức 220=1MB giống như không gian địa chỉ của 8086 Thanh ghi cờ cho chế độ này chỉ là 16bit.Khi khởi động,80386 làm vi c ở chế độ thực Mục đích chính của chế độ này là khởi đầu cho... có bit TI và 2 bit RPL Nếu TI = 0 thì chọn bảng GDT, nếu TI = 1 thì chọn bảng LDT Ngoài GDT và LDT, còn có bảng mô tả ngắt (IDT) hay các cổng   80386 có 3 loại bảng mô tả : GDT, LDT và IDT và để quản lý chúng có các thanh ghi GDTR, LDTR, và IDTR Những thanh ghi này được nạp giá trị nhờ các lệnh tương ứng: LGDT, LLDT, LIDT Các thanh ghi mô tả có hai dạng: Thanh ghi mô tả đoạn (Segment Descriptor) và . Vi xử lý 80386 Vi xử lý 80386 Nội dung chính: Nội dung chính: Lịch sử phát triển họ vi xử lý iX86 Lịch sử phát triển họ vi xử lý iX86 Vi xử lý 80386 Vi xử lý 80386  Cấu trúc. khối Cấu trúc khối  Các chế độ vận hành của vi xử lý 80386 Các chế độ vận hành của vi xử lý 80386  Hệ thống vào ra Hệ thống vào ra  Quản lý bộ nhớ Quản lý bộ nhớ  Cấu trúc lệnh Cấu trúc lệnh Công. cuối  80286(286) là vi xử lý đầu tiên của Intel có thể chạy 80286(286) là vi xử lý đầu tiên của Intel có thể chạy được tất cả các ứng dụng vi t cho các VXL trước đó. được tất cả các ứng dụng vi t cho