Slide kỹ thuật vi xử lý

KỸ THUẬT VI XỬ LÝ Microprocesor Technology Khoa: Điện Tử Trường Đại Học Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp GV: ThS Giáp Văn Dương Mobile: 0988066622 Email: gvduong@uneti.edu.vn Web: http://www.khoadientu.uneti.edu.vn/ Tài liệu tham khảo      Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý - Đại Học KTKT Công Nghiệp Vi xử lý – TG Văn Thế Minh NXB Giáo dục The Intel Microprocessor 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium and Pentium Pro Processor - Architecture, Programming and Interfacing TG Barry B Brey NXB Prentice – Hall International Cẩm nang lập trình hệ thống TG Michael Tischer NXB Giáo dục Lập trình hợp ngữ Assembly máy tính IBM PC Biên dịch Quách tuấn Ngọc NXB Giáo dục Nội dung giáo trình          Chương 1: Giới thiệu chung vi xử lý máy tính Chương 2: Biểu diễn thông tin hệ thống Chương 3: Kiến trúc phần mềm vi xử lý 8088/8086 Chương 4: Lập trình hợp ngữ IBM-PC Chương 5: Bộ vi xử lý 8088 ghép nối với nhớ Chương 6: Ghép nối vào 8088 Chương 7: Ngắt xử lý ngắt 8088 Chương : Vào điều khiển DMAC Chương : Giới thiệu vi xử lý đại Kỹ Thuật Vi Xử Lý Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH Giảng viên: ThS Giáp Văn Dương Tổ: Điện Tử Khoa: Điện Tử Đại Học Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp 1.1 Lịch sử phát triển máy tính      Phát minh máy tính thành tựu vĩ đại lịch sử tiến hóa lồi người Trong năm đầu kỷ 20 việc chạy đua vũ trang, đối đầu quân nguyên nhân thúc đẩy khoa học kỹ thuật phát triển Lịch sử phát triển máy tính phát triển hệ máy tính lớn năm 50 kỷ 20 (VD máy tính 4381 IBM) Từ năm 70 kỷ 20 với phát triển công nghệ bán dẫn mở khả thu nhỏ vi mạch  thu nhỏ máy tính Sự hình thành phát triển máy tính cá nhân song song với hình thành phát triển loại vi xử lý Lịch sử phát triển vi xử lý    Quá trình phát triển vi xử lý song song với trình phát triển hệ thống máy tính Có nhiều hãng sản xuất vi xử lý lớn (Intel, motorola, ziglog, ) Các vi xử lý phải sản xuất theo chuẩn thống Bộ vi xử lý Intel 4004 Intel bắt đầu phát triển vi xử lý từ năm 1969 theo dự án nhà sản xuất máy tính Nhật Busicom  Kỹ sư Ted Hoff Intel hình thành ý tưởng thiết bị logic đa mục đích hoạt động hiệu  Ngày 15/11/1971, Intel giới thiệu vi xử lý 4004 thị trường giới với giá 200 USD  Intel 4004 có 4bit liệu 12 bit địa  4004 có tốc độ 108 KHz với 2.300 bóng bán dẫn  Thực lệnh - 60s  Tập lệnh đơn giản  Có vi mạch hỗ trợ xử lý 4040  Phát triển dựa công nghệ PMOS (P - Chanel Metal oxit Semiconductor)  Ted Hoff chip 4004 Ảnh: Intel Các vi xử lý Intel từ 1972 - 1974      Intel 8008 (1972) Phiên 8008 mạnh gấp đơi vi xử lý 4004 8008 có tốc độ 200 KHz với 3.500 bóng bán dẫn Intel 8080 (1974) 8080 có tốc độ MHz với 6.000 bóng bán dẫn Các vi xử lý Intel từ 1978 - 1982       Intel 8086 - 8088 (1978) Bộ vi xử lý 8088 trang bị cho máy tính cá nhân thương mại đầu tiên IBM PC Thành công đưa Intel vào bảng xếp hạng 500 doanh nghiệp hàng đầu giới Fortune 8088 có tốc độ MHz, MHz 10 MHz với 29.000 bóng bán dẫn 8086 mạnh 8088 (giống cấu trúc) 80186/80188 8086 có tốc độ MHz, MHz 10 MHz với 29.000 bóng bán dẫn Các vi xử lý bit ban đầu STT Nhà sản xuất Tên vi xử lý Fairchild F-8 Intel 8080 MOS Technology 6502 Motorola MC6800 National Semiconductor IMP-8 Rockwell International PPS-8 Ziglog Z-8 10 Texas Instruments 481 TMS320C80 (1994)    General purpose microprocessors – Intel 80x86  Xu hướng phát triển Microcontrollers – Vi điều khiển Motorola – Họ vi điều khiển 8051 – Họ vi điều khiển AVR – PSOC – Xu hướng phát triển Digital signal processors – Texas Instruments  Motorola – Philips – Xu hướng phát triển 482 Motorola MC56xxx Audio Fixed Point XRAM 16 or 24 bit integer CPU YRAM ACU PRAM ACU Selection of Loop controller peripherals: ADC, DAC, comm., timers, PIO,  483 24 24 bit for audio: 16 bit data + overflow data 18 address Motorola MC56002 484 Motorola MC56166 485 General purpose microprocessors – Intel 80x86 Xu hướng phát triển  Microcontrollers – Vi điều khiển Motorola – Họ vi điều khiển 8051 – Họ vi điều khiển AVR – PSOC – Xu hướng phát triển  Digital signal processors – Texas Instruments – Motorola Philips 486 – Xu hướng phát triển  Philips VSP-1 Fixed Point Video 12 512x12 bit 12 bit Memory element 512x12 bit integer ALU 12 bit Memory element integer ALU 12 bit 10x18 cross-bar integer ALU 12 10    487 12 bit for video: bit data + overflow Clock Frequency: 27 MHz instruction per sample instructions per sample period for TV period for HDTV, Philips VSP-1 Fixed Point Video Inputs ALU ALU ALU ME ME Outputs 488 Output FIFOs Philips VSP-1 Fixed Point Video      Memory 489 Element ALU 206K Transistors 1.1W dissipation 27 MHz clock 176 pin Introduced in 1991 Philips VSP-2 Fixed Point Video 512x12 bit 12 bit Memory element1 512x12 bit integer ALU1 12 bit Memory element2 integer ALU2 12 12 512x12 bit 12 bit Memory element4 integer ALU12 22x50 cross-bar    490 22 12 bit for video: bit data + overflow Clock Frequency: 54 MHz instructions per sample instructions per sample period for TV period for HDTV, Philips VSP-2 Fixed Point Video      491 1.15 M Transistors 5W dissipation 54 MHz clock frequency 208 pin Introduced in 1994 Sony Graphics Engine  492 Playstation – Status: prototype in 2001 – 287.5 MTOR – 256 Mbit on-chip embedded DRAM – 2000-bit wide internal bus – 462 mm2 – 180 nm CMOS    493 General purpose microprocessors – Intel 80x86  Xu hướng phát triển Microcontrollers – Vi điều khiển Motorola – Họ vi điều khiển 8051 – Họ vi điều khiển AVR – PSOC – Xu hướng phát triển Digital signal processors – Texas Instruments – Motorola – Philips  Xu hướng phát triển Trends for DSP processors    494 No new generations that replace old generations, but multiple co-existing architecture lines Word length application dependent – Automotive: 16-bit fixed point (e.g C2x) – Speech: 32-bit floating point (e.g C30) – Audio: 24-bit fixed point (e.g MC56K) – Telecommunications: 16-32 bit fixed point (e.g C5x, C6x) – Video: 12-32 bit fixed point (e.g C8x) Single architecture line is whole family – different memory & on-chip peripherals – for embedded applications (cf microcontrollers) Trends for DSP processors     495 Deterministic behavior – no caches, no virtual memory, but on-chip RAM banks – no out-of-order execution – delayed branch prediction Increasing address space: 12 -> 32 Multiple functions on single chip: CPU, FPU, multiple RAM banks, ACUs, loop controller, ADC, DAC, PWM, serial interfaces, … Often provisions for parallel processing ... 8088 Chương 7: Ngắt xử lý ngắt 8088 Chương : Vào điều khiển DMAC Chương : Giới thiệu vi xử lý đại Kỹ Thuật Vi Xử Lý Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH Giảng vi n: ThS Giáp Văn Dương... Cache Power PC 64 4G + 32K Cache 22 Vi xử lý tương lai Các vi xử lý quang học  Các vi xử lý sinh học  23 1.2 Tổng quan hệ vi xử lý Data Bus Control Bus Bộ xử lý trung tâm (CPU) Bộ nhớ (Memory)... vi xử lý Lịch sử phát triển vi xử lý    Quá trình phát triển vi xử lý song song với trình phát triển hệ thống máy tính Có nhiều hãng sản xuất vi xử lý lớn (Intel, motorola, ziglog, ) Các vi