Chương 10 - Các bộ vi xử lý tiên tiến của INTEL

Trong các ch-ơng tr-ớc ta đã trình bày các vấn đề liên quan chủ yếu đến các đặc tính và các khả năng của bộ vi xử lý 8086/8088. Tại ch-ơng 1 ta cũng đã trình bày khái quát về các đặc điểm chính và các thông số của các bộ vi xử lý trong 2 họ chủ yếu là Intel và Motorola. Bây giờ tr-ớc khi đi vào giới thiệu một số vấn đề cụ thể của họ Intel 80x86, ta tóm l-ợc các điểm nổi bật của các bộ vi xử lý trong họ này. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 10 - Các bộ vi xử lý tiên tiến của INTEL ch−¬ng 10 C¸c bé vi xö lý tiªn tiÕn cña INTEL1. Giíi thiÖu chung Trong c¸c ch−¬ng tr−íc ta ®· tr×nh bμy c¸c vÊn ®Ò liªn quan chñ yÕu ®Õn c¸c®Æc tÝnh vμ c¸c kh¶ n¨ng cña bé vi xö lý 8086/8088. T¹i ch−¬ng 1 ta còng ®· tr×nhbμy kh¸i qu¸t vÒ c¸c ®Æc ®iÓm chÝnh vμ c¸c th«ng sè cña c¸c bé vi xö lý trong 2 hä chñyÕu lμ Intel vμ Motorola. B©y giê tr−íc khi ®i vμo giíi thiÖu mét sè vÊn ®Ò cô thÓ cñahä Intel 80x86, ta tãm l−îc c¸c ®iÓm næi bËt cña c¸c bé vi xö lý trong hä nμy. Bé vi xö lý 16 bit 80186 vÒ c¬ b¶n gièng nh− m¹ch 8086 nh−ng ®−îc më réngthªm kh¶ n¨ng lμm viÖc bëi v× nã ®−îc cÊy thªm c¸c bé phËn sau: bé t¹o xung ®ånghå, bé ®iÒu khiÓn ng¾t −u tiªn, bé ®Õm thêi gian lËp tr×nh ®−îc, bé ®iÒu khiÓn viÖcth©m nhËp trùc tiÕp vμo bé nhí, bé t¹o thêi gian ®îi lËp tr×nh ®−îc vμ c¸c m¹ch gi¶im· ®Þa chØ. Nh×n vμo cÊu tróc cña m¹ch 80186 ta cã thÓ ®¸nh gi¸ ®−îc ngay r»ng ®©ychÝnh lμ bé vi xö lý rÊt thÝch hîp cho c¸c øng dông trong c«ng nghiÖp. Bé vi xö lý 16 bit 80286 lμ mét biÕn t−íng kh¸c cña 8086 vμ ra ®êi vμo cïngmét thêi gian víi bé vi xö lý 80186 nh−ng ®−îc ph¸t triÓn theo h−íng kh¸c. Thay v×c¸c phèi ghÐp ngo¹i vi ®−îc cÊy thªm nh− ë 80186, 80286 cã bªn trong m¹ch qu¶n lýbé nhí (memory management unit, MMU) ®Ó lμm viÖc víi bé nhí ¶o víi c¬ chÕ b¶o vÖbé nhí vμ kh¶ n¨ng ®Þa chØ ho¸ bé nhí vËt lý víi dung l−îng ®¹t tíi 16 MByte. Bé vixö lý 80286 lμ thμnh viªn ®Çu tiªn trong hä ®−îc thiÕt kÕ ®Ó cã thÓ lμm viÖc trong m«itr−êng ®a nhiÖm hoÆc nhiÒu ng−êi sö dông. 308 Bé vi xö lý 80386 lμ b−íc ph¸t triÓn tiÕp theo cña m¹ch 80286. §©y lμ bé vi xölý 32 bit ®Çu tiªn víi bus ®Þa chØ 32 bit (kh¶ n¨ng ®Þa chØ ho¸ 4 GByte). ALU vμ c¸cthanh ghi thao t¸c víi d÷ liÖu ®Òu cã ®é dμi 32 bit lμm cho tèc ®é xö lý d÷ liÖu nhanhh¬n. Mét ®o¹n trong hÖ vi xö lý 80386 cã thÓ cã ®é dμi tíi 4GB thay v× 64 KB nh− ëc¸c thÕ hÖ tr−íc ®ã. C¸c m¹ch qu¶n lý vμ b¶o vÖ bé nhí cña 80386 ®−îc c¶i tiÕn nhiÒunªn 80386 cã thÓ ho¹t ®éng h÷u hiÖu h¬n trong hÖ lμm viÖc ®a nhiÖm. Bé vi xö lý 80486 vÒ c¬ b¶n cã quy m« nh− 80386, nh−ng nã ®−îc t¨ng c−êngthªm ngay ë bªn trong mét bé nhí cache (bé nhí Èn) víi dung l−îng 8 KB dïng chungcho lÖnh vμ d÷ liÖu. 80486 cßn ®−îc cÊy thªm mét bé ®ång xö lý to¸n häc dÊu ph¶y®éng (floating point unit, FPU). Kh¶ n¨ng thao t¸c cña 80486 v× thÕ cao h¬n, tuy kh¶n¨ng b¶o vÖ vμ qu¶n lý bé nhí, kh¶ n¨ng ph©n biÖt ®Þa chØ bé nhí th× vÉn gièng nh−cña 80386. Bé vi xö lý Pentium lμ bé vi xö lý ®Çu tiªn cã bus d÷ liÖu 64 bit, bus ®Þa chØcña nã vÉn chØ cã 32 cã bit. So víi 80486, Pentium ®−îc t¨ng c−êng thªm mét bé nhíÈn n÷a víi dung l−îng 8 KB, nhê vËy khi ho¹t ®éng nã dμnh riªng mét bé nhí Èn 8KB cho m· lÖnh vμ mét bé nhí Èn 8 KB kh¸c cho d÷ liÖu. Ngoμi mét bé ®ång xö lýto¸n häc dÊu ph¶y ®éng FPU cã tèc ®é 10 lÇn cao h¬n so víi ë bé vi xö lý 80486,Pentium cßn cã 2 bé ALU 64 bit dμnh cho c¸c phÐp to¸n víi sè nguyªn (integer unit,IU), 2 bé IU nμy cã kh¶ n¨ng lμm viÖc song song. TÊt c¶ c¸c c¶i tiÕn nμy ®· n©ng cao®¸ng kÓ tèc ®é ho¹t ®éng cña hÖ cã Pentium so víi c¸c hÖ vi xö lý kh¸c cña hä 80x86.2. VÊn ®Ò hÖ ®iÒu hμnh ®a nhiÖm hoÆc nhiÒu ng−êi sö dông • Kh¸i niÖm Tr−íc khi ®−a ra ®Þnh nghÜa hÖ ®a nhiÖm - hÖ nhiÒu ng−êi sö dông ta h·y nãiqua chót Ýt vÒ hÖ lμm viÖc theo kiÓu ph©n chia thêi gian. Trong hÖ ph©n chia thêigian víi nhiÒu ng−êi sö dông, CPU ch¹y mét ch−¬ng tr×nh øng dông cña ng−êi nμytrong mét kho¶ng thêi gian cì vμi mili gi©y vμ quay sang ch¹y mét ch−¬ng tr×nh øngdông cña ng−êi kh¸c trong vμi mili gi©y kh¸c. Qu¸ tr×nh cø tiÕp tôc nh− vËy cho ®Õnkhi c¸c ch−¬ng tr×nh øng dông cña mäi ng−êi ®Òu ®−îc phôc vô. ViÖc nμy x¶y ranhanh ®Õn møc mçi ng−êi sö dông ®Òu cã c¶m gi¸c lμ m¸y tÝnh chØ lμm viÖc riªng víim×nh. Ta thÊy c¸c c«ng viÖc cña h×nh thøc lμm viÖc ph©n chia thêi gian nh− vËy sÏ®−îc coi lμ ®ång thêi nÕu tèc ®é tÝnh to¸n cña CPU lμ rÊt nhanh trong khi khèi l−îngtÝnh to¸n cña mçi c«ng ®o¹n ®−îc chia thêi gian lμ rÊt nhá. Trong thùc tÕ ®êi sèng ®«i khi còng cã thÓ thÊy c¸ch tæ chøc c«ng viÖc nh−vËy. Mét vÝ dô lμ c¸c vua cê cã thÓ ®¸nh cê cïng mét lóc víi 10 ng−êi ë 10 bμn cê kh¸cnhau. Thùc tÕ th× vua cê, v× lμ siªu cao thñ, nªn cÇn rÊt Ýt thêi gian ®Ó nghÜ mét n−íc®i chèng l¹i c¸c ®èi thñ tÇm th−êng. Trong khi ®ã c¸c ®Êu thñ cña vua cê, v× lμ c¸c 309thÊp thñ nªn ®Òu c¶m thÊy ph¶i chËt vËt l¾m míi t×m ra ®−îc n−íc ®i cho m×nhtrong khi vua cê ®ang ®i c¸c n−íc cê ë c¸c bμn kh¸c. Trë l¹i lÜnh vùc m¸y tÝnh, mét hÖ ®iÒu hμnh víi kh¶ n¨ng phèi hîp c¸c ho¹t®éng ph©n chia theo thêi gian nh− ®· tr×nh bμy ë trªn cã thÓ ®−îc gäi lμ hÖ ®iÒu hμnhcã nhiÒu ng−êi sö dông hoÆc còng cã thÓ gäi lμ hÖ ®iÒu hμn ...