第3章 微机原理_高档微处理器.ppt

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1、第3章高档微处理器3.1概述3.280286CPU简介3.380386微处理器3.480486微处理器简介3.5Pentium系列微处理器3.6安腾处理器（Itanium）习题与思考题Intel发布其8086微处理器之后近30年，微处理器技术发生了巨大的变化。集成度越来越高，单片硅片上的晶体管数目从几万个发展到几亿个，体系架构从16位发展到64位，主频从4MHz发展到3.8GHz，高速缓存技术、流水线技术、超标量技术、MMX技术、超线程技术等新技术不断加入，从单核到多核，使得微处理器的速度越来越快。表3-1说明了自8086

2、发布之后微处理器的发展状况。3.1概述表3-1高档微处理器的发展状况表处理器主频（MHz）晶体管数目寄存器数据总线地址空间Cache备注28612.513.4万16GP1616MBNone286保护模式386DX2027.5万32GP324GBNone386保护模式486DX25120万32GP/80FPU324GBL1:8KB内置X87处理器Pentium60310万32GP/80FPU644GBL1:16KB超标量流水线PentiumPro200550万32GP/80FPU6464GBL1:16KBL2:256KB/5

3、12KBL2高速缓存PentiumⅡ266700万32GP/80FPU64MMX6464GBL1:32KBL2:256KB/512KB引入MMX指令集PentiumⅢ500820万32GP/80FPU64MMX/128XMM6464GBL1:32KBL2:512KB引入SSE指令集128位寄存器PentiumⅣ15004200万32GP/80FPU64MMX/128XMM6464GBL1:32KB/L2:256KB引入SSE2指令集PentiumM16007700万32GP/80FPU64MMX/128XMM644GBL1

4、:64KB/L2:1MB能源控制PentiumⅣ超线程3.40GHz1.25亿32GP/80FPU64MMX/128XMM6464GBL1:64KB/L2:1MB超线程IntelCoreDuo2.16GHz1.52亿32GP/80FPU64MMX128XMM644GBL1:64KB/L2:2MB双核CoreZExtreme2.93GHz2.91亿32,64GP/80FPU64MMX/128XMM12864GBL1:64KB/L2:4MB64位Itanium1.42GHz3.25亿64GP/80FPU12816TBL1:32

5、KB/L2:96KBL3:12MBEPIC技术80286CPU内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位。80286在多个方面比8086有显著的改进。80286向下兼容8086微处理器。80286的通用寄存器、段寄存器与8086完全一样，但标志寄存器FR（FlagsRegister）增加了3个标志位，增加了一个16位的机器状态字MSW（MachineStatusWord），用户可使用其中的4位，这些标志位用于存储管理及存储保护等功能。3.280286CPU简介80286还增加了一个16位任务寄存器TR（TaskRegis

6、ter）、3个描述符表寄存器LDTR（LocialDescriptorTableRegister）、GDTR（GlobalDescriptorTableRegister）和IDTR（InterruptDescriptorTableRegister）和程序不可见的段描述高速缓冲寄存器。1．80286的主要特性（1）增加地址线到24根，可寻址16MB内存空间；（2）具有两种工作方式：实地址方式（RealAddressMode）和虚地址保护方式（VirtualAddressProtectedMode）；（3）使用虚拟内存；（4）

7、寻址方式更加丰富（24种）；（5）可以同时运行多个任务；（6）三种类型中断：硬件中断、软件中断和异常中断；（7）增加了高级类指令、执行环境操作类指令和保护类指令。2．80286内部结构80286内部结构如图3.1所示。与8086相比，80286将总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）分成了总线部件BU（BusUnit）、地址部件AU（AddressUnit）及指令部件IU（InstructionUnit），提高了并行处理速度。图3.180286内部结构图3．80286的运行方式80286可以运行在实地址方式

8、和虚地址保护方式。（1）实地址方式：80286加电后即进入实地址方式。在实地址方式下，80286与8086在目标码一级是向下兼容的，它兼容了8086的全部功能，8086的汇编语言源程序可以不做任何修改在80286上运行。（2）虚地址保护方式：在虚地址保护方式下，把实地址方式、存储器管理、对虚拟存储器的支