《微型计算机系统》第4课ppt课件.ppt

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1、8086——Pentium80386微处理器80486微处理器简介Pentium处理器简介IA构架从8086CPU到奔4CPU：IA(IntelArchitecture)结构IA结构的最重要成就：1978年建立的目标程序仍然可以在IA－32结构系列的CPU上运行。IA构建的发展微处理器首批生产时间性能(MIPS)首批CPU频率MHz集成度(百万)寄存器宽度外部数据总线宽度最大寻址空间内含高速缓存大小808619780.880.12916161MB无8028619822.712.50.134161616MB无80386DX19856.0200.27532324G

2、B无80486DX198920251.232324GB8KBL1Pentium1993100603.132644GB16KBL1PentiumPro19954402005.5326464GB16KBL1256KB或512KBL2PentiumII19974662667326464GB32KBL1256KB或512KBL2PentiumIII199910005008.2326464GB32KBL1512KBL2PentiumIV20001000注:MIPS每秒百万条指令8086的问题1M的存储器空间太小8086硬件不适合在系统中同时运行多道程序，执行多个任务。8

3、0386微处理器类型80386DX：一般应用的80386;80386SX：89年，准32位外部数据总线只有16位，原因与8086/8088相同较80386DX价格便宜80386DL/SL：90年低功耗，内含功率管理电路PMC主要用于便携式计算机中80386EX：基于80386SX地址总线26位，低功耗、节能型其它兼容386：MOTOROLA、AMD、IBM80386微处理器采用全32位结构，其内部寄存器、ALU和操作是32位，数据线和地址线均为32位提供32位外部总线接口，最大数据传输率为32MB/s，具有自动切换数据总线宽度的功能具有片内集成的存储器管理部件

4、MMU，可支持虚拟存储和特权保护。物理空间4GB(232)，虚拟存储器空间可达64太字节（TB）具有实地址方式、保护方式和虚拟8086方式3种工作方式采用了比8086更先进的流水线结构，使其能高效、并行地完成取指、译码、执行和存储管理功能(指令队列16字节长）80386体系结构80386主要部件总线接口部件（BIU）指令预取部件（IPU）指令译码部件（IDU）指令执行部件（EU）分段部件（SU）分页部件（PU）总线接口部件（BIU）微处理器与系统的接口其功能是：在取指令、取数据、分段部件请求和分页部件请求时，有效地满足微处理器对外部总线的传输要求。BIU能接收

5、多个内部总线请求，并且能按优先权加以选择，最大限度地利用所提供的总线宽度，为这些请求服务。指令预取部件（IPU）职责是从存储器预先取出指令有一个能容纳16条指令的队列指令译码部件（IDU）职责是从预取部件的指令队列中取出指令字节，对它们进行译码后存入自身的已译码指令队列中，并且作好供执行部件处理的准备工作。如果在预译码时发现是转移指令，可提前通知总线接口部件BIU去取目标地址中的指令，取代原预取队列中的顺序指令。指令执行部件（EU）由控制部件、数据处理部件和保护测试部件组成。控制部件中包含着控制ROM、译码电路等微程序驱动机构。数据处理部件中有8个32位通用寄

6、存器、算术逻辑运算器ALU、一个64位桶形移位器、一个乘除法器和专用的控制逻辑，它负责执行控制部件所选择的数据操作。保护测试部件用于微程序控制下，执行所有静态的与段有关的违章检验。执行部件EU中还设有一条附加的32位的内部总线及专门的总线控制逻辑，以确保指令的正确完成。分段部件（SU）作用是应执行部件的请求，把逻辑地址转换成线性地址。在完成地址转换的同时还执行总线周期的分段合法性检验。该部件可以实现任务之间的隔离，也可以实现指令和数据区的再定位。分段部件SU和分页部件PU统称为存储器管理部件MMU（MemoryManagementUnit）分页部件（PU）作用

7、是把由分段部件产生的线性地址转换成物理地址，并且要检验访问是否与页属性相符合。为了加快线性地址到物理地址的转换速度，80386内设有一个页描述符高速缓冲存储器（TLB），其中可以存储32项页描述符，使得在地址转换期间，大多数情况下不需要到内存中查页目录表和页表。试验证明TLB的命中率可达98％。对于在TLB内没有命中的地址转换，80386设有硬件查表功能，从而缓解了因查表引起的速度下降问题。80386的工作方式实地址方式保护虚拟地址方式虚拟8086方式实地址方式系统启动后，80386自动进入实地址方式。寻址方式、存储器管理、中断处理与8086一样。操作数默认长

8、度为16位，但允许访问32位寄存器（在