KIẾN TRÚC MÁY TÍNH - CHƯƠNG 4 - BỘ VI XỬ LÝ - CPU ppsx

Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 1 KI N TRÚC MÁY TÍNHẾ Gi ng viên:ả Ths Ph m Thanh Bìnhạ B môn K thu t máy tính & m ngộ ỹ ậ ạ http://vn.myblog.yahoo.com/CNTT-wru http://ktmt.wru.googlepages.com Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 2 Ch ng 4:ươ B VI X LÝ- CPUỘ Ử S đ h th ng x lýơ ồ ệ ố ử Ki n trúc b vi x lýế ộ ử Quá trình thi hành l nhệ Các chân tín hi u c b n c a CPUệ ơ ả ủ H VXL Intel 8x86ọ Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 3 S đ h th ng x lý:ơ ồ ệ ố ử CPU Bộ nhớ trong Mạch vào/ra Bus Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 4 Các thành ph n c a kh i x lýầ ủ ố ử B vi x lý – CPUộ ử (Central Processing Unit): Là b não c a máy tính, nó x lý các thông tin và đi u ộ ủ ử ề khi n m i ho t đ ng c a máy tính.ể ọ ạ ộ ủ B nh trong:ộ ớ Là b nh có kh năng liên l c tr c ộ ớ ả ạ ự ti p v i b vi x lý,là n i l u tr d li u ph c v ế ớ ộ ử ơ ư ữ ữ ệ ụ ụ cho quá trình x lý.ử Các m ch vào ra:ạ Đ đi u khi n vi c giao ti p ể ề ể ệ ế v i thi t b ngo i vi.ớ ế ị ạ H th ng Bus:ệ ố K t n i các b ph n trên l i v i ế ố ộ ậ ạ ớ nhau. Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 5 Chi ti t:ế Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 6 BUS: BUS: Là h th ng dây d n và cáp n i đ ệ ố ẫ ố ể liên l c gi a CPU v i b nh và các vi ạ ữ ớ ộ ớ m ch vào ra.ạ Có ba lo i BUSạ : Bus đ a ch (Address ị ỉ bus), Bus d li u (Data bus), Bus đi u ữ ệ ề khi n (Control bus).ể Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 7 Bus Đ a ch :ị ỉ Dùng đ truy n đ a ch c a ô ể ề ị ỉ ủ nh mà ớ CPU c n liên l c.ầ ạ Bus D li u:ữ ệ Dùng đ truy n d li u.ể ề ữ ệ Bus Đi u khi n:ề ể Dùng đ truy n các tín ể ề hi u đi u khi n trong quá trình liên l c ệ ề ể ạ (Ví d : tín hi u xác đ nh quá trình truy ụ ệ ị nh p b nh là ậ ộ ớ Đ cọ hay Ghi) Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 8 Các m ch vào raạ CPU không th liên l c tr c ti p v i các ể ạ ự ế ớ thi t b ngo i vi mà ph i thông qua các ế ị ạ ả vi m ch vào/ra.ạ M i vi m ch này ch a m t vài thanh ghi ỗ ạ ứ ộ g i là ọ c ng vào/ra (Input/Output Port).ổ T ng t nh b nh , ươ ự ư ộ ớ các c ng vào/ra ổ cũng đ c đánh đ a ch . ượ ị ỉ Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 9 Phân lo i vi x lýạ ử Multi chip: dùng 2 hay nhi u chip LSI (Large ề Scale Intergration: tích h p t 1000 ÷ 10000 ợ ừ transistor) cho ALU và control. Microprocessor: dùng 1 chip LSI/VLSI (Very Large Scale Intergration: tích h p ÷ 10000 ợ transistor) cho ALU và control. Single chip microprocessor (còn g i là ọ microcomputer / microcontroller): là 1 chip LSI/VLSI ch a toàn b các kh i nh slide ứ ộ ố ư ở tr c.ướ Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 10 [...]... Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 20 Bộ VXL Pentium 4 hiện nay chứa 55 triệu transistor: Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 21 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 22 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 23 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­  24 Kiến trúc của Intel 8086.. .Kiến trúc bộ vi xử lý Xem sơ đồ: Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 11 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 12 Bộ vi xử lý có 2 khối chức năng: Khối thực thi (EU - Execution unit): Đảm nhiệm vi c thực hiện lệnh Khối giao tiếp bus (BIU – Bus interface unit): Liên lạc giữa EU với Bus ngoài Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 13... Bus Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 18 Read: Điều khiển đọc Write: Điều khiển ghi Address: Các chân xác định địa chỉ khi cần giao tiếp với bộ nhớ Data: Các chân dành cho dữ liệu Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 19 Họ vi xử lý Intel 8x86 40 04 là bộ VXL đầu tiên của Intel, ra đời năm 1971 Nó chứa 2300 transitor: Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT... thiết để thực thi lệnh Quá trình này đòi hỏi một số chu kỳ máy (machine cycle) tuỳ theo lệnh Sau khi lệnh đã thực thi, bộ giải mã lệnh sẽ đặt Con trỏ lệnh đến địa chỉ của lệnh kế Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 16 Các chân tín hiệu cơ bản của CPU Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 17 CK: Chân nhận tín hiệu xung nhịp Reset: Chân khởi động... của VXL 8086 Lập trình ngắt Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 25 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 26 8086 có 2 thành phần: BIU (Khối giao tiếp Bus) và EU (Khối thực thi) BIU cung cấp các chức năng phần cứng, bao gồm tạo các địa chỉ bộ nhớ và I/O để chuyển dữ liệu giữa EU với bên ngoài VXL EU nhận các mã lệnh chương trình và dữ liệu từ... cả Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 29 Các chân của VXL 8086 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 30 Giải thích: 8086 có bus địa chỉ 20 bit, bus dữ liệu 16 bit, 3 chân nguồn và 17 chân dùng cho các chức năng điều khiển Tuy nhiên một chân có thể đảm nhiệm nhiều chức năng ta (nhờ kỹ thuật phân kênh theo thời gian - time multiplexing) Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT... Kiến trúc máy tính 4 ­ 32 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 33 Chức năng của các chân 8086 có thể hoạt động ở 2 chế độ: tối thiểu (minimum mode) và tối đa (maximum mode) Chế độ tối thiểu chỉ dùng cho các hệ thống VXL đơn giản Chế độ tối đa dùng cho các hệ thống phức tạp hơn, giao tiếp với các bộ nhớ và I/O riêng Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­  34 Các... Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 31 Cụ thể: 16 chân (AD0 ÷ AD15): vừa là chân dữ liệu, vừa là chân địa chỉ Các chân này sẽ là các đường địa chỉ trong trạng thái T1 và dữ liệu trong các trạng thái T2 – T4 4 chân địa chỉ và trạng thái (A16/S3 ÷ A19/S6) 3 chân nguồn (VCC, GND1, GND20) 17 chân định thời và điều khiển Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 32... Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­  34 Các chân dùng chung cho cả hai chế độ tối đa và tối thiểu: Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 35 Các chân chỉ dùng cho chế độ tối thiểu: Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 36 ... trình thi hành lệnh: Lấy lệnh - Giải mã – Thực hiện Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 ­ 15 Quá trình thi hành lệnh: Khi chương trình bắt đầu, Thanh ghi con trỏ lệnh sẽ ở địa chỉ đầu chương trình Địa chỉ này được chuyển qua bộ nhớ thông qua Address bus Khi tín hiệu Read đưa vào Control bus, nội dung bộ nhớ liên quan sẽ đưa vào bộ giải mã lệnh Bộ giải mã lệnh sẽ khởi động . c.ướ Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 10 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 11 Ki n trúc b vi x lý ộ ử Xem s đ :ơ ồ Bộ. máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 12 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 13 B vi x lý có 2 kh i ch c năng:ộ ử ố ứ Kh i th c thi (EU -. ạ http://vn.myblog.yahoo.com/CNTT-wru http://ktmt.wru.googlepages.com Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 - 2 Ch ng 4: ươ B VI X L - CPU Ử S đ h th ng x lý ồ ệ ố ử Ki n trúc b vi x lý