Механов, В.Б. Особенности архитектуры универсальных микропроцессоров
Подождите немного. Документ загружается.
181
Список литературы
1. Григорьев, В. Л. Микропроцессор i486. Архитектура и про-
граммирование : в 4-х кн. / В. Л. Григорьев. – М. : ГРАНАЛ,
1993. – С. 346.
2. Гук, М. Процессоры Intel^ от8086 до Pentium II / М. Гук. –
СПб. : Питер, 1998. – 224 с.
3. Гук, М. Процессоры Pentium II Pentium Pro и просто Pentium /
М. Гук. – СПб. : Питер, 1999. – 288 с.
4. Гук, М. Процессоры Pentium IV, Athlon и Duron / М. Гук,
В. Юров. – СПб. : Питер, 2001. – 512 с.
5. Корнеев, В. В. Современные микропроцессоры / В. В. Корне-
ев, А. В. Киселев. –М. : НОЛИДЖ, 1998. – 240 с.
6. Корнеев, В. В. Современные микропроцессоры / В. В. Корне-
ев, А. В. Киселев. – 2-е изд. – М. : НОЛИДЖ, 2000. – 316 с.
7. Корнеев, В. В. Современные микропроцессоры / В. В. Корне-
ев, А. В. Киселев. – 3-е изд. – СПб. : БХВ – Петербург, 2003.
– 448 с.
8. Костров, Б. В. Микропроцессорные системы : учебное посо-
бие / Б. В. Костров, В. Н. Ручкин. – М. : ТЕХБУК, 2005. –
208 с.
9. Локтюхин, В. Н. Микропроцессоры и ЭВМ : в 4-х кн. : учеб-
ное пособие для вузов / В. Н. Локтюхин. – М. : Энергоатом-
издат, 2000. – 100 с.
10. Лю Ю-Чжен. Микропроцессоры семейства 8086/8088. Архи-
тектура, программирование и проектирование микрокомпъю-
терных систем : пер. с англ. / Лю Ю-Чжен, Г. Гибсон. – М. :
Радио и связь, 1987. – 512 с.
11. Микропроцессорные системы : учебное пособие для вузов /
под общ. ред. Д. В. Пузанкова. – СПб. : Политехника, 2002.
12. Микропроцессорный комплект К1810:k1810 Структура, про-
граммирование, применение: Справочная книга / Ю. М. Ка-
заринов, В. М. Номоконов, Г. С. Подклетнов, Ф. В. Филип-
182
пов ; под ред. Ю. М. Казаринова. – М. : Высш. шк., 1990. –
269 с.
13. Шагурин, И. И. Процессоры семейства Intel P6. Архитектура,
программирование, интерфейс / И. И. Шагурин, Е. М. Бер-
дышев. – М. : Горячая линия – Телеком, 2000. – 248 с.
14. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.intel.com
15. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.amd.com
16. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.hp.com
183
Содержание
Предисловие .....................................................................................3
Список сокращений .........................................................................4
1. Классификация, назначение и основные
характеристики микропроцессоров................................................5
1.1. Классификация микропроцессоров.....................................5
1.1.1. Универсальные микропроцессоры............................5
1.1.2. Сигнальные микропроцессоры
(МП цифровой обработки сигналов) ..................................9
1.1.3. Медийные микропроцессоры ..................................12
1.1.4. Встраиваемые микроконтроллеры..........................14
1.1.5. Транспьютеры ..........................................................15
1.2. Стандартизация архитектур микропроцессоров ..............16
1.2.1. Архитектурно независимая спецификация
программ .............................................................................18
1.2.2. Java-технология, предложенная
компанией SUN ..................................................................18
2. 16-разрядные микропроцессоры семейства х86
(на примере Intel 8086) ..................................................................20
2.1. История развития и основные параметры
МП Intel x86 ...............................................................................20
2.2. Конструктивная реализация и назначение
выводов МП ...............................................................................28
2.3. Структура МП.....................................................................35
2.4. Адресное пространство МП...............................................42
2.4.1. Размещение байтов и слов в памяти .......................42
2.4.2. Сегментация памяти и вычисление адресов ..........43
2.5. Организация ввода-вывода................................................46
2.6. Организация прерываний ..................................................48
2.6.1. Общие сведения........................................................48
2.6.2. Внешние прерывания...............................................49
2.6.3. Внутренние прерывания ..........................................51
2.6.4. Процедура обслуживания прерываний...................52
184
2.7. Функционирование микропроцессора..............................55
2.8. Проектирование однопроцессорной системы
на базе Intel 8086 .......................................................................61
3. Арифметический сопроцессор Intel 8087.................................65
3.1. Общие сведения и технические характеристики .............65
3.2. Функциональное назначение выводов..............................66
3.3. Форматы данных ................................................................70
3.4. Структурная схема АСП....................................................73
3.5. Функционирование арифметического сопроцессора ......80
3.6. Специальные случаи использования
арифметического сопроцессора ...............................................82
4. 32-разрядные микропроцессоры семейства х86
(третьего и четвертого поколения) ...............................................85
4.1. Общая характеристика.......................................................85
4.2. Структура и функционирование МП Intel 80486.............86
4.2.1. Общая организация и работа...................................86
4.2.2. Шинный интерфейс .................................................90
4.2.3. Внутренняя кэш-память...........................................93
4.2.4. Устройство предвыборки команд...........................97
4.2.5. Устройство дешифрирования команд ....................98
4.2.6. Устройство управления ...........................................98
4.2.7. Целочисленное устройство......................................99
4.2.8. Устройство с плавающей точкой............................99
4.2.9. Устройство сегментации .........................................99
4.2.10. Устройство страничного преобразования..........101
4.2.11. Шина процессора .................................................102
4.3. Защищенный режим.........................................................105
4.3.1. Основные понятия защищенного режима............105
4.3.2. Применение сегментации
в защищенном режиме.....................................................110
4.3.3. Использование привилегий
в защищенном режиме.....................................................111
4.3.4. Страничное управление памятью .........................113
4.4. Режим виртуального микропроцессора 8086 (V86) ......116
4.5. Режим системного управления SMM .............................117
185
5. 32-разрядные микропроцессоры семейства х86
(пятого и шестого поколения).....................................................121
5.1. Микропроцессоры фирмы Intel пятого поколения
(Pentium, Pentium MMX).........................................................121
5.1.1. Микропроцессор Pentium ......................................121
5.1.2. Микропроцессор Pentium ММХ ...........................128
5.2. Микропроцессоры фирмы Intel шестого поколения
(Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium IV)..................131
5.2.1. Микропроцессор Pentium Pro................................131
5.2.2. Микропроцессор Pentium II...................................136
5.2.3. Микропроцессор Pentium III..................................137
5.2.4. Микропроцессор Pentium IV .................................138
5.2.5. Модификации микропроцессоров
шестого поколения (Celeron, Xeon, мобильные)............140
5.3. Микропроцессоры с архитектурой IA-64
(Itanium, Itanium II) ..................................................................141
6. Микропроцессоры архитектуры х86 фирмы AMD
пятого и шестого поколений .......................................................147
6.1. Микропроцессор К5 .........................................................147
6.2. Микропроцессор К6 .........................................................150
6.3. Микропроцессор К7 .........................................................153
6.4. Микропроцессоры AMD с 64-разрядной
архитектурой Opteron (Hammer).............................................155
7. Универсальные микропроцессоры других архитектур.........159
7.1. Микропроцессоры с архитектурой Alpha
(фирма DEC) ............................................................................159
7.1.1. Микропроцессоры Alpha 2106х ............................159
7.1.2. Микропроцессор Alpha 21164 ...............................160
7.1.3. Микропроцессор Alpha 2126 .................................163
7.1.4. Микропроцессор Alpha 21364 ...............................165
7.2. Микропроцессоры с архитектурой SРАRС
(фирма Sun Microsystems).......................................................166
7.2.1. Архитектура SPARC ..............................................167
7.2.2. Микропроцессоры UltraSPARCхх.........................169
7.2.3. Микропроцессоры с архитектурой MAJC............174
186
8. Основные тенденции развития универсальных
микропроцессоров .......................................................................176
8.1. Повышение тактовой частоты.........................................176
8.2. Увеличение пропускной способности
подсистем памяти....................................................................178
8.3. Повышение степени внутреннего параллелизма
и распараллеливание вычислений .........................................179
Список литературы......................................................................181
187
Учебное издание
МЕХАНОВ Виктор Борисович
ОСОБЕННОСТИ АРХИТЕКТУРЫ
УНИВЕРСАЛЬНЫХ МИКРОПРОЦЕССОРОВ
Редактор А. Г. Темникова
Корректор Ю. В. Коломиец
Технический редактор Е. В. Денисова
Компьютерная верстка Д. В. Тарасова
Подписано в печать 00.00.2010. Формат 60×84
1
/
16
.
Усл. печ. л. 10,23.
Заказ № 000. Тираж 000.
Издательство ПГУ
Пенза, Красная, 40, т.: 56-47-33
188
189
ПензГУ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
В. Б. Механов
ОСОБЕННОСТИ АРХИТЕКТУРЫ
УНИВЕРСАЛЬНЫХ
МИКРОПРОЦЕССОРОВ
Учебное пособие
190
Пенза
Издательство ПГУ
2010