Микропроцессоры: понятие, история развития, особенности

Процессор <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%80> K6 был представлен компанией AMD <http://ru.wikipedia.org/wiki/AMD> в 1997 <http://ru.wikipedia.org/wiki/1997>. Первоначально разработан компанией NexGen под названием Nx686. После поглощения

Микропроцессоры: понятие, история развития, особенности

Дипломная работа

Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету

Компьютеры, программирование

Сдать работу со 100% гаранией
уровня вложения подпрограмм. Микропроцессор i4004 монтировался в пластмассовый или металлокерамический корпус типа DIP (Dual In-line Package) всего с 16 выводами. В систему его команд входило всего 46 инструкций.

Вместе с тем кристалл располагал весьма ограниченными средствами ввода/вывода, а в системе команд отсутствовали операции логической обработки данных (И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ), в связи с чем их приходилось реализовывать с помощью специальных подпрограмм. Модуль i4004 не имел возможности останова (команды HALT) и обработки прерываний.

Цикл команды процессора состоял из 8 тактов задающего генератора. Была мультиплексированная ША (шина адреса)/ШД (шина данных), адрес 12-разрядный передавался по 4-разряда.

 

2.2 Intel-8086

 

Intel 8086/88 это были 16-битные микропроцессоры первого поколения, положившие начало CISC-архитектуре x86. Процессор 8086 разработан компанией Intel в июне 1978. Его предшественник, 8085, был 8-битным, поэтому 8086 стал первым 16-битным процессором компании.

Процессор изготовлялся по 3-микронной технологи и состоял из 29 тысяч транзисторов. Имел 14 16-разрядных регистров, 16-разрядную шину данных и 20-разрядную шину адреса, позволявшую адресовать до 1 мегабайт памяти. Для того чтобы адресовать такой большой объем памяти, был использован метод сегментации. Вся оперативная память компьютера делилась на сегменты размером по 64 килобайта. Любой адрес можно было однозначно представить 16-битным адресом внутри сегмента (смещением) и номером самого сегмента. Благодаря этому 16-битные программы могли обращаться к 1 мегабайту памяти, передавая смещение и номер сегмента через 16-битные регистры.

Система команд процессора состояла из 98 инструкций, среди которых не было операций для работы с вещественными числами. Для работы с ними Intel был разработан математический сопроцессор - 8087, выполнявшийся в виде отдельной микросхемы и позволявший работать в 80-битными вещественными числами.

Новому процессору требовалась существенная поддержка со стороны аппаратного обеспечения, например, наличие дорогих в то время 16-битных микросхем памяти. Из-за этого многие производители отказывались делать компьютеры на базе 8086. Поэтому в июне 1979 был выпущен его аналог - процессор 8088 с 8-битной шиной данных. На основе 8088 был разработан первый персональный компьютер IBM PC (класса XT - «Extended Technology»).

В отличие от современных процессоров, 8086/88 не устанавливались в специальный разъем, а паялись прямо на системную плату. Процессоры выпускались с частотами 4,77 МГц, 8 МГц и 10 МГц (только 8086). Клоны этих процессоров выпускались многими компаниями: Fujitsu, Mitsubishi, NEC, Siemens, AMD и др. Среди этих клонов были отечественные процессоры К1810ВМ86 и К1810ВМ88.

 

2.3 Intel-80286

 

Процессоры i286 разрабатывались параллельно с процессорами Intel 80186 <http://ru.wikipedia.org/wiki/Intel_80186>/80188 <http://ru.wikipedia.org/wiki/Intel_80188>, однако в нём отсутствовали некоторые модули, имевшиеся в процессоре Intel 80186. Процессор i286, выпускался в точно таком же корпусе как и i80186 - LCC, а также в корпусах типа PGA с 68 выводами. В новом процессоре было увеличено количество регистров <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B3%D0%B8%D1%81%D1%82%D1%80>, добавлены новые инструкции, добавлен новый режим работы процессора -защищённый режим <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D1%89%D0%B8%D1%89%D1%91%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B5%D0%B6%D0%B8%D0%BC>. Процессор имел 6 байтовую <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%B9%D1%82> очередь (как и Intel 8086). Шины адреса <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%B8%D0%BD%D0%B0_%D0%B0%D0%B4%D1%80%D0%B5%D1%81%D0%B0> и данных <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%B8%D0%BD%D0%B0_%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85> теперь не мультиплексируются (то есть, адреса и данные передаются по разным ножкам). Шина адреса увеличена до 24 бит, таким образом объем ОЗУ <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%97%D0%A3> может составлять 16 Мбайт. Для более быстрого выполнения операций над числами с плавающей запятой был необходим математический сопроцессор <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%80> Intel 80287.

В процессоре i286 было реализовано два режима работы - защищённый режим <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D1%89%D0%B8%D1%89%D1%91%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B5%D0%B6%D0%B8%D0%BC> и реальный режим <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B5%D0%B6%D0%B8%D0%BC>. В реальном режиме работы процессор был полностью совместим с процессорами x86, выпускавшимися до этого, то есть процессор мог выполнять программы предназначенные для Intel 8086/8088/8018x без повторного ассемблирования или с переассемблированием с минимальными модификациями. В формировании адреса участвовали только 20 линий шины адреса, поэтому максимальный объём адресуемой памяти, в этом режиме, остался прежним - 1 Мбайт. В защищённом режиме процессор мог адресовать до 1 Гбайт виртуальной памяти <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D1%80%D1%82%D1%83%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%B0%D0%BC%D1%8F%D1%82%D1%8C> (при этом объем реальной памяти составлял не более 16 Мбайт), за счёт изменения механизма адресации памяти. Переключение из реального режима в защищенный происходит программно и относительно просто, однако для обратного перехода необходим аппаратный сброс процессора, который в IBM PC-совместимых машинах осуществлялся обычно с помощью контроллера клавиатуры. Для отслеживания текущего режима работы процессора используется регистр слово состояния машины (MSW).

 

2.4 AMD Am286

 

В 1982 году фирма AMD подписала контракт на производство и продажу процессоров Intel 8086 и Intel 8088. А уже на следующий год AMD выпустила Am286 - точный (вплоть до числа пинов) клон Intel 286, но отличался большим преимуществом: более высокой тактовой частотой. Если процессор Intel 286 выпускался, максимум, на 12,5 МГц, AMD продавала 20-МГц версии. Поскольку процессор 286 был намного дешевле 386, чьи инновации так и не были полностью раскрыты ещё несколько лет после выхода, AMD уже предлагала недорогой и эффективный выбор - более 20 лет тому назад. Так что Am286 вполне можно рассматривать как «первый удар» в конкурентной борьбе, которая длится между двумя этими компаниями вот уже почти 30 лет.

 

2.5 Intel-80386

 

Intel 80386 это 32-битный <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D1%82> x86 <http://ru.wikipedia.org/wiki/X86>-совместимый процессор <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%80> третьего поколения фирмы Intel <http://ru.wikipedia.org/wiki/Intel>, выпущенный 17 октября <http://ru.wikipedia.org/wiki/17_%D0%BE%D0%BA%D1%82%D1%8F%D0%B1%D1%80%D1%8F> 1985 года <http://ru.wikipedia.org/wiki/1985_%D0%B3%D0%BE%D0%B4>. Данный процессор был первым 32-разрядным процессором для IBM PC <http://ru.wikipedia.org/wiki/IBM_PC>-совместимых ПК <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80>. Применялся, преимущественно, в настольных ПК и портативных ПК. В настоящее время в основном используются в контроллерах, а также в бытовой технике.

Процессор i386 полностью совместим со своими предшественниками - процессорами 8086 <http://ru.wikipedia.org/wiki/8086>-80286 <http://ru.wikipedia.org/wiki/80286>. Он выполняет программы, предназначенные для них, без необходимости модификации кода и перекомпиляции (или с минимальными модификациями) и делает это более эффективно.

Вместе с тем i386 является серьёзной переработкой процессора 80286 <http://ru.wikipedia.org/wiki/Intel_80286>. По некоторым оценкам, ни до, ни после i386 архитектура процессоров x86 ни разу не переделывалась столь кардинально. В процессорах этой архитектуры впервые были введены основные механизмы поддержки современных 32-разрядных операционных систем для PC-совместимых платформ.

Вся архитектура x86 была расширена до 32 бит - все регистры (за исключением сегментных) стали 32-битными, получив в названии префикс «E» с сохранением полного набора команд для работы с ними. 32-битной стала и адресация в защищенном режиме (с возможностью создания 16-битных сегментов, для совместимости с 80286).

Она позволила впервые со времени появления 8086 забыть о сегментации, а точнее, ограничении размера сегмента 64 килобайтами (ограничение 16-битного адреса), которое давно перестало устраивать программистов.

До появления i386 программы и операционные системы использовали несколько головоломных моделей организации памяти (крохотная - tiny, малая - small, большая - large, огромная - huge), различающихся по организации в памяти сегментов кода, стека и данных. 32-битный адрес позволил использовать вместо них одну простую плоскую модель - 32-битный вариант крохотной модели, в которой все сегменты задачи находятся в одном адресном пространстве. Плоская модель обеспечивает размер такого «общего» сегмента до почти 4 гигабайт, которых по тем временам хватало для любой мыслимой задачи.

 

2.6 AMD Am386

 

Процессор Am386 фирмы AMD <http://ru.wikipedia.org/wiki/AMD>, совместимый с процессором <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BA%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%80> Intel <http://ru.wikipedia.org/wiki/Intel> 80386 <http://ru.wikipedia.org/wiki/80386>, был выпущен в 1991 <http://ru.wikipedia.org/wiki/1991> году.имел небольшое энер

Лучшие

Похожие работы

< 1 2 3 4 5 > >>