《微机接口技术》课程导论

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1、课程导论微计算机的特点微计算机系统的层次微处理器技术的发展概况1.微计算机的特点主流的单片VLSI中央处理器，微处理器。标准的工业化装配结构，体积小重量轻，便于系统升级。开放的标准体系结构，多元化大规模工业化生产，性能价格比高。微计算机的应用范围十分广泛，信息化社会中它无所不在。2.微计算机系统的层次微处理器(Microprocessor)微型计算机(Microcomputer)微计算机系统(Microcomputersystem)(1)微处理器(Microprocessor)不包含微型计算机硬件的全部功能，但它

2、是微型计算机控制、处理的核心。单片VLSI电路，体系结构技术、工作频率已达空前高的水平。主流微处理器具有通用性，不仅用于微型机也用于工作站及超级计算机。由算逻部件、寄存器、控制部件组成。通用寄存器专用寄存器控制逻辑ALUAB内部总线微处理器结构框图(2)微型计算机微处理器：执行指令的核心。存储器：指令码、操作数、结果的存储。外围接口电路：并口、串口、外存接口、显示器接口、网络接口、声音接口等。系统总线：不同层次的总线将上述模块连接起来，作为各种信息的通路，按信息类别分为数据、地址、控制三类总线。微处理器(up)总

3、线控制逻辑数据总线控制总线输入/输出接口电路存储器地址总线微计算机基本结构(3)微计算机系统微计算机：微处理器、存储器、外围接口电路、系统总线。软件：系统软件、中间软件、应用软件。外部设备：软驱、硬驱、光驱、键盘、鼠标、显示器。电源、机箱、控制面板。算术逻辑单元寄存器阵列控制器电路数据总线地址总线控制总线只读存储器随机访问存储器串行输入输出接口并行输入输出接口外存储器接口显示器接口等等键盘、鼠标显示示器、打印机软磁盘驱动器硬磁盘驱动器光盘驱动器等等微处理器系统总线内存储器外围接口电路电源、机箱、控制面板系统软件中

4、间件应用软件软件外围设备微型计算机系统微型计算机微处理器，微计算机，微计算机系统三者关系CP3.微处理器技术发展概况微电子技术水平迅速提高：每18个月集成度提高一倍。微处理器结构设计者可在片内实现各种先进体系结构。微处理器及外围支援器件的性价比达到前所未有水平。微计算机系统的性价比迅速提高：达到传统意义的工作站与小型机的水平。Intel微处理器技术发展概况20世纪80年代IBM公司以Intel8086/8088作为核心处理器研制出个人计算机—IBMPC，Intel微处理器成为市场主流。1985年Intel推出

5、80386微处理器，完成16位结构向32位结构的转换，386是一个里程碑。1989年Intel推出80486微处理器，片内集成了Cache和浮点部件，基本指令用硬线逻辑实现，指令执行效率大大提高，比386快2-3倍。Intel微处理器技术发展概况（续1）1993年3月Intel推出Pentium（奔腾）微处理器，片内L1Cache分为ICache和DCache，设有两条流水线，提高了指令执行的并行性，是一种超标量结构（Superscalar)1994年又推出Pentium/MMX（多媒体扩充技术）微处理器。Pen

6、tium,Pentium/MMX为第一代“奔腾”微处理器，简称P5。Intel微处理器技术发展概况（续2）1995年2月Intel推出第2代Pentium微处理器，PentiumPro（高能奔腾），简称P6。P6的创新点是：(A)L2Cache集成到封装内，微处理器与L2Cache数据交换频宽大大提高。（B)采用“无序执行”技术（Outoforderexecution),使处理器内部保持很高的指令执行并行度。Intel微处理器技术发展概况（续3）1997年5月Intel推出名为PentiumII的微处理器，是具有

7、MMX技术的PentiumPro微处理器，Intel微体系结构从P5内核转向P6内核。1999年3月Intel推出名为PentiumIII的微处理器。它基于P6微内核，具有MMX技术，提供数据流SIMD扩展（SSE）指令（70条），进一步支持多媒体信息处理。由于采用先进的半导体工艺技术，其工作频率可达1000MHz以上，前沿总线频率为100MHz或133MHz。Intel微处理器技术发展概况（续4）2000年11月Intel推出名为Pentium4的微处理器。采用全新的,称之为NetBurst的微结构（IA-32

8、)，为第四代奔腾微处理器。其特点是：(A)20级的超长流水线，便于提高片内主频，最低1.4GHz。(B)更先进的动态执行技术，更高的分支预测准确性。(C)双倍速ALU部件，SSE2指令集，400MHz的FSB.