山东科技大学泰山科技学院《微机原理》第3章 高档微处理器.ppt

* 第3章 高档微处理器 第3章高档微处理器 3.1 概述 3.2 80286CPU简介 3.3 80386微处理器 3.4 80486微处理器简介 3.5 Pentium系列微处理器 3.6 安腾处理器（Itanium） 习题与思考题 表3-1 高档微处理器的发展状况表 EPIC技术 L1:32KB/L2:96KB L3:12MB 16TB 128 64GP/80 FPU 3.25亿 1.42GHz Itanium 64位 L1:64KB/L2:4MB 64GB 128 32,64GP/80 FPU 64 MMX/128 XMM 2.91亿 2.93 GHz Core Z Extreme 双核 L1:64KB/L2:2MB 4GB 64 32 GP/80 FPU 64 MMX128 XMM 1.52亿 2.16 GHz Intel Core Duo 超线程 L1:64KB/L2:1MB 64GB 64 32 GP/80 FPU 64 MMX/128 XMM 1. 25亿 3.40 GHz Pentium Ⅳ超线程 能源控制 L1:64KB/L2:1MB 4GB 64 32 GP/80 FPU 64 MMX/128 XMM 7700万 1600 Pentium M 引入SSE2指令集 L1:32KB/L2:256KB 64GB 64 32 GP/80 FPU 64 MMX/128 XMM 4200万 1500 Pentium Ⅳ 引入SSE指令集 128位寄存器 L1:32KB L2:512KB 64GB 64 32 GP/80 FPU 64MMX/128XMM 820万 500 Pentium Ⅲ 引入MMX指令集 L1:32KB L2:256KB/512KB 64GB 64 32 GP/80 FPU 64 MMX 700万 266 Pentium Ⅱ L2高速缓存 L1:16KB L2:256KB/512KB 64GB 64 32 GP/80 FPU 550万 200 Pentium Pro 超标量流水线 L1:16KB 4GB 64 32 GP/80 FPU 310万 60 Pentium 内置X87处理器 L1:8KB 4GB 32 32 GP/80 FPU 120万 25 486 DX 386保护模式 None 4GB 32 32 GP 27.5万 20 386DX 286保护模式 None 16MB 16 16 GP 13.4万 12.5 286 备注 Cache 地址 空间 数据 总线 寄存器 晶体管 数目 主频 （MHz） 处理器 主频越来越高，从4MHz发展到3.8GHz 集成数目从几万个发展到几亿个 寄存器位数从16位到64位 数据总线从16位到128位 寻址空间从1MB到16TB Cache从无到有，到Cache的分级 MMX技术、超线程技术双核技术等 3.2 80286CPU简介 80286内部结构图 主要特点： 1.增加地址线到24根，可寻址16MB内存空间 2.两种工作方式：实地址方式和虚地址保护方式； 3.使用虚拟内存； 4.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 8.接口部件BIU分成：总线部件BU（Bus Unit） 地址部件AU和指令部件IU 3.3 80386微处理器 80386是32位微处理器, 分为80386SX 和80386DX两种型号。80386DX是标准32位微处理器，80386SX是“准32位”微处理器。 80386有以下特点： ①80386由6个逻辑单元组成，按流水线方式工作，运行速度4MIPS，与CPU之间的数据传输速度为32MB/S。 ②多任务处理更容易，硬件支持多任务。 ③硬件支持段式管理和页式管理，易于实现虚拟存储系统。 ④硬件支持DEBUG功能，并可设置数据断点和ROM断点。 ⑤4级特权级别：0级的优先级最高，其次为1、2、3级。 ⑥具有自动总线功能，CPU读/写数据的宽度可以在32位和16位之间自由进行转换。 ⑦地址信号线扩充到32根，可以寻址4GB空间。 ⑧采用高性能协处理器80387，具备了很强的浮点运算能力和很高的运算速度。 ⑨在每条指令执行期间，CPU需要进行类型、内存越界等保护特性检查。 3.3 80386微处理器 80386的逻辑部件： 80386内部分为三大部分：总线接口部件、中央处理部件和存储器管理部件。中央处理部件又分成指令预取部件、指令译码部件和指令执行部件。 3.3 80386微处理器 1．总线接口部件 80386的总线接口部件BIU的作用和8086的BIU基本相同，控制进出CP