Tìm hiểu cpu 80386 dx

CPU 80386 DX Sinh viên:Hoàng Hồng Hạnh Lớp : B1K52- Vật Lý Môn : ghép nối máy tính. 1 8/8/2011 • Đặctrưng cơ bản • Cấu trúc • Địa chỉ ảo • MMU(Quản lý bộ nhớ) • Hiệu suất dấu chấm di động Nội dung: 2 8/8/2011 3Produced From 1985 to September 2007 Common manufacturer(s) •Intel •AMD •IBM Max. CPU clock rate 12 MHz to 40 MHz Min. feature size 1.5µm to 1µm Instruction set x86 (IA-32) Package(s) •132-pin PGA, 132-pin PQFP; SX variant: 88- pin PGA, 100-pin PQFP Intel i386DX, 25 MHz IBM 80386DX 25 MHz with Intel core. Intel 80386 DX rated at 16 MHz 8/8/2011 Bus số liệu:32 Bus địa chỉ :32: khả năng định vị =4 GB (ô nhớ ảo : =64TBytes(64 x 1024 Gbytes)) Lưu lượng số liệu và lệnh tăng lên nhiều Tần số đồng hồ 20,25,33 hay 40 MHz; Clock của CPU tăng gấp 2 lần 322 462 1. Đặc trưng cơ bản 4 8/8/2011 5CPU 80386 bao gồm 6đơn vị làm việc song song và độc lập với nhau , chúng như những đường riêng biệt đặt trong một ống dẫn →Nguyên tắc vận hành theo đường ống(pipe line) Đơn vị ghép nối bus(BUI): nối 386 với phần còn lại của máy tính. BUI tìm lệnh và số liệu trong memory (I/O) gửi đến đơn vị nhặt lệnh trước Đơn vị nhặt lệnh trước : yêu cầu BIU lấy các lệnh liên tiếp nhau từ bộ nhớ →chuyển đến đơn vị thực thi EU . Đơn vị phân đoạn và phân trang : hai đơn vị này ghép với nhau tạo thành đơn vị quản lí bộ nhớ MMU. Đơn vị giải mã : chuyển đổi các lệnh mã máy thành vi lệnh(đó là lệnh nội bộ của CPU) Đơn vị thực thi : thực hiện các vi lệnh Đơn vị điều khiển : chỉ đạo các bộ phận khác làm gì , thời điểm nào .Kiểm tra các tác vụ có hợp lí không? 2. Cấu trúc 8/8/2011 *Vận hành theo đường ống: 6 -Thông thường muốn thi hành một lệnh Cpu sẽ thực hiện lần lượt : nạp vào một lệnh →Giải mã→Thi hành→ kết thúc →rồi lại tiếp tục lệnh 2… -Với 386 các công việc này thực hiện độc lập với nhau, có vẻ như mỗi quá trình xử lý diễn ra trong một đường ống. Trong lúc đơn vị giải mã làm việc với lệnh thứ 1, thì lệnh thứ 2 đã được nạp … *Chế độ ảo: -Tương thích với các thế hệ trước về toàn bộ lệnh theo chế độ thực và chế độ bảo vệ nhưng xử lý hiệu quả hơn . -Từ chế độ bảo vệ quay về chế độ thực là được , không phải khởi động lại máy. -Kiểu hoạt động thứ 3- chế độ thưc ảo : CPU quản lý bộ nhớ rất linh động uyển chuyển thông qua segment và cả trang . Ngoài ra địa chỉ vật lý và địa chỉ logic không trùng nhau→truy xuất địa chỉ vượt xa dung lượng bộ nhớ thực. 8/8/2011 7• 8086 và 8088(hệ thống máy tính XT) địa chỉ gồm hai phần segment và offset. Segment dịch trái 4 bit +offset = 20 bit • 80386 trong chế độ thực cũng tương tự Chế độ thực • Thành phần segment → đóng vai trò chỉ thư mục của một bảng gọi là bảng mô tả các phân đoạn .Mỗi mục của bảng sẽ chứa thông tin liên quan đến vị trí ,kích thước và thuộc tính bảo vệ của một phân đoạn bộ nhớ . Mỗi mục vào của selector chỉ địa chỉ vật lý(thay việc tính từ 2 thành phần segment : of fset trong chế độ thực . Xem như mỗi chương trình đang chạy trên 1 máy PC ảo., có một vùng nhớ mà offset bắt đầu từ 0. • Việc bảo vệ các chương trình không ảnh hưởng lẫn nhau nhờ MMU ,MMU làm nhiệm vụ di chuyển những phân đoạn bộ nhớ chưa dùng đến đẩy vào một đĩa cứng (thay việc ghi trên RAM thực). Chế độ bảo vệ • 386 còn có khả năng chuyển đổi các địa chỉ trên cơ sở phân trang .Nhờ MMU mà 386 có thể truy xuất 1 trong 4 byte ở địa chỉ bất kì trong vùng mà CPU định vị được Kích thước tổng cộng đến 4 GBytes 3. Địa chỉ ảo 8/8/2011 4. MMU- QUẢN LÝ BỘ NHỚ 8 Một chương trình khi truy xuất vùng ô nhớ của chương trình khác có thể dẫn đến việc treo hệ thống. Để bảo vệ các phân đoạn ô nhớ trong hệ đa nhiệm dùng 2 cơ chế : - Sử dụng các descriptor → chế độ 8086 ảo - Sử dụng trong các trang → MMU bảo vệ theo trang( thay việc gán địa chỉ cho mỗi công việc → bằng cách gán thuộc tính cho mỗi trang ) → Các phân đoạn ô nhớ có địa chỉ logic khác địa chỉ vật lý . Độ rộng của bus địa chỉ 386 là 32 bit nên kích thước các phân đoạn bộ nhớ cũng được tăng lên, nhờ MMU mà 80386 có khả năng định vị trực tiếp đến 4GBytes và địa chỉ ảo đến 64Tbytes. 8/8/2011 9- Việc xử lý phép toán số học dấu chấm động phải nhờ Coprocessor 80387DX. - Việc chuyển đổi để thi hành phép toán dấu chấm động chưa được tối ưu . Các chế độ làm việc của dấu chấm di động : + Chế độ thực giống 8086. + Chế độ bảo vệ 32bit (386). + Chế độ bảo vệ 16bit (286). + Chế độ thực ảo (Virtual 8086 mode ). 5.Hiệu suất dấu chấm di động: 8/8/2011