Kỹ thuật vi xử lý chương 1 giới thiệu chung về hệ vi xử lý

Kỹ thuật vi xử lý Microprocessors Nội dung môn học Giới thiệu chung hệ vi xử lý Bộ vi xử lý Intel 8088/8086 Lập trình hợp ngữ cho 8086 Tổ chức vào liệu Ngắt xử lý ngắt Truy cập nhớ trực tiếp DMA Các vi xử lý thực tế /Chapte r1 Mục đích mơn học /Chapte r1 • Nắm cấu trúc, nguyên lý hoạt động vi xử lý hệ vi xử lý • Có khả lập trình hợp ngữ cho vi xử lý • Có khả lựa chọn vi xử lý thích hợp cho ứng dụng cụ thể • Nắm vi xử lý thực tế Chương Giới thiệu chung hệ vi xử lý • • • • /Chapte r1 Lịch sử phát triển vi xử lý máy tính Phân loại vi xử lý Các hệ đếm dùng máy tính ( nhắc lại) Giới thiệu sơ lược cấu trúc hoạt động hệ vi xử lý Chương Giới thiệu chung hệ vi xử lý /Chapte r1 • Lịch sử phát triển vi xử lý máy tính  Thế hệ -1: The early days (…-1642)  Thế hệ 0: Mechanical (1642-1945)  Thế hệ 1: Vacuum tubes (1945-1955)  Thế hệ 2: Discrete transistors (1955-1965)  Thế hệ 3: Integrated circuits (1965-1980)  Thế hệ 4: VLSI (1980-?) • Phân loại vi xử lý • Các hệ đếm dùng máy tính ( nhắc lại) • Giới thiệu sơ lược cấu trúc hoạt động hệ vi xử lý Chương Giới thiệu chung hệ vi xử lý /Chapte r1 • Lịch sử phát triển vi xử lý máy tính  Thế hệ -1: The early days (…-1642)  Thế hệ 0: Mechanical (1642-1945)  Thế hệ 1: Vacuum tubes (1945-1955)  Thế hệ 2: Discrete transistors (1955-1965)  Thế hệ 3: Integrated circuits (1965-1980)  Thế hệ 4: VLSI (1980-?) • Phân loại vi xử lý • Các hệ đếm dùng máy tính ( nhắc lại) • Giới thiệu sơ lược cấu trúc hoạt động hệ vi xử lý /Chapte r1 Thế hệ -1: The early days (…-1642) • Bàn tính, abaci, sử dụng để tính tốn Khái niệm giá trị theo vị trí sử dụng /Chapte r1 Thế hệ -1: The early days (…-1642) • Thế kỷ 12: Muhammad ibn Musa Al'Khowarizmi đưa khái niệm giải thuật algorithm /Chapte r1 Thế hệ -1: The early days (…-1642) • Codex Madrid - Leonardo Da Vinci (1500)  Vẽ máy tính khí Chương Giới thiệu chung hệ vi xử lý 10 /Chapte r1 • Lịch sử phát triển vi xử lý máy tính  Thế hệ -1: The early days (…-1642)  Thế hệ 0: Mechanical (1642-1945)  Thế hệ 1: Vacuum tubes (1945-1955)  Thế hệ 2: Discrete transistors (1955-1965)  Thế hệ 3: Integrated circuits (1965-1980)  Thế hệ 4: VLSI (1980-?) • Phân loại vi xử lý • Các hệ đếm dùng máy tính ( nhắc lại) • Giới thiệu sơ lược cấu trúc hoạt động hệ vi xử lý Số bù 66 /Chapte r1 Chương Giới thiệu chung hệ vi xử lý 67 /Chapte r1 • Lịch sử phát triển vi xử lý máy tính • Phân loại vi xử lý • Các hệ đếm dùng máy tính ( nhắc lại)  Thập phân, Nhị phân, Hệ 8, Hệ 16  Cộng, trừ, nhân, chia  Các số âm  Số nguyên, số thực, BCD, ASCII • Giới thiệu sơ lược cấu trúc hoạt động hệ vi xử lý Số nguyên (integer) • bit  unsigned: đến 255  signed : -128 đến 127 ( bù hai) • 16 bit  unsigned: đến 65535 (216-1)  signed : -32768 (215) đến 32767 (215-1) • 32 bit  unsigned: đến 232-1  signed : -231 đến 231-1 68 /Chapte r1 Little endian big endian 69 /Chapte r1 • Số 1234 H lưu trữ nhớ bit? FFFFH FFFFH 0101H 12H 0101H 34H 0100H 34H 0100H 12H 0000H little edian Intel microprocessors 0000H big edian Motorola microprocessors 70 /Chapte r1 Số thực (real number, floating point number) • Ví dụ: 1,234=1,234*100=0,1234*101= • 11,01 B= 1,101*21=0,1101*22= mantissa exponent • Real number: (m, e) , e.g (0.1101, 2)  Single precision: 32 bit  Double precision: 64 bit 71 /Chapte r1 Số thực (real number, floating point number) • IEEE-754 format cho single-precision 31 30 S 23 22 biased exponent e fraction f of normalized mantissa sign bit: dương, âm bit biased exponent= exponent + 127 24 bit mantissa chuẩn hoá = bit ẩn + 23 bit fraction Mantissa chuẩn hố: có giá trị : 1.f Ví dụ: biểu diễn 0.1011 dạng IEEE-754 Sign bit s=0 chuẩn hoá mantissa: 0.1011=1.011*2-1 Biased exponent: -1 + 127=126=01111110 IEEE format: 01111110 0110000000000000000000 72 /Chapte r1 Số thực (real number, floating point number) • IEEE-754 format cho double-precision 63 62 S 52 51 biased exponent e fraction f of normalized mantissa sign bit: dương, âm 11 bit biased exponent= exponent + 1023 53 bit mantissa chuẩn hoá = bit ẩn + 52 bit fraction single precision: double precision: (-1)s x 2e-127 x (1.f)2 (-1)s x 2e-1023 x (1.f)2 73 /Chapte r1 Số thực (real number, floating point number)   Single Precision Double Precision Machine epsilon 2-23 or 1.192 x 10-7   2-52 or 2.220 x 10-16 Smallest positive 2-126 or 1.175 x 10-38  2-1022 or 2.225 x 10-308  Largest positive (2- 2-23) 2127 or 3.403 x 1038  (2- 2-52) 21023 or 1.798 x 10308  significant digits 15 significant digits Decimal Precision 74 /Chapte r1 BCD • Binary Coded Decimal number  BCD chuẩn (BCD gói, packed BCD):  byte biểu diễn số BCD  Ví dụ: 25: 0010 0101  BCD khơng gói (unpacked BCD) :  byte biểu diễn số BCD  ví dụ: 25: 00000010 00000101 Decimal digit BCD 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 75 /Chapte r1 ASCII • American Standard Code for Information Interchange (7bit code) b3b2b1b0 000 001 010 011 100 101 110 111 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 NUL SOH STX ETX EOT ENQ ACK BEL BS HT LF VT FF CR SO SI DLE DC1 DC2 DC3 DC4 NAK SYN ETB CAN EM SUB ESC FS GS RS US SP ! “ # $ % & ‘ ( ) * + , / : ; < = > ? @ A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z [ \ ] ^ _ ‘ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u V w x y z { | } ~ DEL Chương Giới thiệu chung hệ vi xử lý • • • • 76 /Chapte r1 Lịch sử phát triển vi xử lý máy tính Phân loại vi xử lý Các hệ đếm dùng máy tính ( nhắc lại) Giới thiệu sơ lược cấu trúc hoạt động hệ vi xử lý Hệ vi xử lý 77 /Chapte r1 Bus liệu Bus điều khiển Bộ nhớ Memory Vi xử lý CPU Phối ghép vào/ra (I/O) Bus địa DRAM SRAM ROM EEPROM Flash Intel 80X86 Motorola 680X PowerPC ISA EISA PCI VESA SCSI USB Thiết bị vào/ra Màn hình Máy in Bàn phím Con chuột Ổ cứng Ổ mềm CD-ROM DVD 78 /Chapte r1 Hệ vi xử lý • CPU  Đơn vị số học logic (Arithmetic Logical Unit) Thực phép toán số học  Cộng, trừ, nhân chia Thực phép toán logic  And, or, compare  Đơn vị điều khiển (Control Unit) Đọc mã lệnh Giải mã lệnh Thực lệnh  Các ghi (Registers) Lưu trữ liệu trạng thái trình thực lệnh Hệ vi xử lý 79 /Chapte r1 • Memory  ROM: khơng bị liệu, chứa liệu điều khiển hệ thống lúc khởi động  RAM: liệu nguồn, chứa chương trình liệu trình hoạt động hệ thống • Bus liệu  8, 16, 32, 64 bit tùy thuộc vào vi xử lý • Bus địa chỉ:  16, 20, 24, 32, 36 bit  số nhớ đánh địa chỉ: 2N  Ví dụ: 8088/8086 có 20 đường địa => quản lý 220 bytes=1Mbytes 80 /Chapte r1 Hệ vi xử lý Nhà sản xuất Tên vi xử lý Bus liệu Bus địa Khả địa Intel 8088 8086 80186 80286 80386SX 80386DX 80486DX Pentium Pentium Pro Pentium I, II, III, IV 16 16 16 16 32 32 64 64 64 20 20 20 24 24 32 32 32 36 36 1M 1M 1M 16 M 16 M 4G 4G 4G 64 G 64 G Motorola 68000 68010 68020 68030 68040 68060 PowerPC 16 16 32 32 32 64 64 24 24 32 32 32 32 32 16 M 16 M 4G 4G 4G 4G 4G ... hoạt động hệ vi xử lý Chương Giới thiệu chung hệ vi xử lý /Chapte r1 • Lịch sử phát triển vi xử lý máy tính  Thế hệ -1: The early days (… -16 42)  Thế hệ 0: Mechanical (16 42 -19 45)  Thế hệ 1: Vacuum... BCD, ASCII • Giới thiệu sơ lược cấu trúc hoạt động hệ vi xử lý Chương Giới thiệu chung hệ vi xử lý 51 /Chapte r1 • Lịch sử phát triển vi xử lý máy tính • Phân loại vi xử lý • Các hệ đếm dùng máy... book!! Chương Giới thiệu chung hệ vi xử lý 21 /Chapte r1 • Lịch sử phát triển vi xử lý máy tính  Thế hệ -1: The early days (… -16 42)  Thế hệ 0: Mechanical (16 42 -19 45)  Thế hệ 1: Vacuum tubes (19 45 -19 55)