Bài giảng Vi xử lý 2 - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

Mục tiêu của Bài giảng Vi xử lý 2 là trang bị cho sinh viên kiến thức chung của hệ vi xử lý tiên tiến, quy trình làm việc và lập trình điều khiển hoạt động hệ vi xử lý. Trên cơ sở đó, sinh viên có khả năng thiết kế phần cứng, viết phần mềm điều khiển hệ vi xử lý dựa trên các chip vi xử lý và vi điều khiển tiên tiến
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vi xử lý 2 - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH XÃ HỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT NAM ĐỊNH TËp bµi gi¶ng Vi xö lý 2 Mã: TB2103-03-01 chñ biªn: Ph¹m Xu©n B¸ch Trần Văn Hạnh NAM ĐỊNH, NĂM 2013 Bài giảng Vi xö lý 2 Mục lục DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ......................................................................................iv LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................1 Chƣơng 1 CẤU TRÚC CHUNG CỦA CÁC BỘ VI XỬ LÝ TIÊN TIẾN ...............3 1.1 Giới thiệu một số bộ vi xử lý qua các thời kỳ của Intel .............................. 3 1.1.1 Bộ vi xử lý dòng 80xx ...................................................................................3 1.1.2 Bộ vi xử lý PENTIUM ...................................................................................7 1.1.3 Bộ vi xử lý dòng core i ................................................................................22 1.2 Đặc điểm chung của các bộ vi xử lý tiên tiến ........................................... 26 1.2.1 Sơ đồ cấu trúc chung ....................................................................................26 1.2.2 Đơn vị giao tiếp BUS ...................................................................................27 1.2.3 Đơn vị tiền đọc lệnh và hàng đợi lệnh PUIQ ...............................................27 1.2.4 Bộ nhớ Cache ( I Cache và D Cache) ..........................................................28 1.2.5 Đơn vị điều khiển CU ..................................................................................29 1.2.6 Đơn vị quản lý bộ nhớ MMU ......................................................................29 1.2.7 Đơn vị chức năng đặc biệt (SFU) ................................................................ 39 1.2.8 Đơn vị số nguyên và dấu phảy động ............................................................39 1.3 Tổ chức bộ nhớ đa cấp .............................................................................. 42 1.3.1 Phương pháp tổ chức bộ nhớ phân cấp ........................................................43 1.3.2 Cấu trúc bộ nhớ phân cấp trong hệ vi xử lý .................................................45 1.3.3 Tổ chức bộ nhớ đan xen ...............................................................................48 1.4 Tổ chức và quản lý bộ nhớ ảo ................................................................... 52 1.4.1 Khái quát chung về tổ chức và quản lý bộ nhớ ảo .......................................52 1.4.2 Quá trình tổ chức và quản lý bộ nhớ ảo .......................................................54 1.5 Kiến trúc Von Neumann và Havard .......................................................... 65 1.5.1 Kiến trúc Von Neumann ..............................................................................65 1.5.2 Kiến trúc Havard ..........................................................................................66 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 1 ...............................................................................68 Chƣơng 2 KIẾN TRÚC CISC VÀ RISC ...................................................................70 2.1 Khái niệm CISC, RISC ............................................................................. 70 2.1.1 Khái niệm về CISC ......................................................................................70 2.1.2 Khái niệm về RISC ......................................................................................70 2.2 Kiến trúc RISC .......................................................................................... 70 2.2.1 Đặc điểm của RISC ......................................................................................70 2.2.2 Định hướng thiết kế RISC ...........................................................................71 2.3 Đặc điểm của CISC ................................................................................... 75 Bài giảng Vi xö lý 2 2.4 So sánh kiến trúc RISC và CISC............................................................... 75 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 2 ............................................................................... 76 Chƣơng 3 CÁC CẤU TRÚC SONG SONG.............................................................. 77 3.1 Tổng quan về máy tính song song ............................................................. 77 3.1.1 Phân loại hệ xử lý song song ....................................................................... 77 3.1.2 Các đặc trưng của hệ xử lý song song chuyên dụng ................................... 81 3.1.3 Kiến trúc của hệ xử lý song song chuyên dụng ........................................... 83 3.2 Kỹ thuật đường ống ( kiến trúc kiểu PIPELINE) ...................................... 84 3.2.1 Cấu trúc của hệ xử lý PIPLINE ................................................................... 84 3.2.2 Nguyên tắc của phương pháp xử lý vector trong PIPLINE ......................... 88 3.2.3 Kiến trúc pipeline có khả năng rẽ nhánh ..................................................... 88 3.2.4 Tổ chức hệ xử lý pipeline ............................................................................ 90 3.3 Máy tính đa CPU ....................................................................................... 91 3.3.1 Khái quát về máy tính đa CPU .................................................................... 91 3.3.2 Cấu trúc của hệ xử lý song song đa CPU ........ ...