Vi xử lý - Chương 1

Tài liệu tham khảo giáo trình Vi xử lý, trường ĐH Công nghiệp Tp.HCM gồm 6 chương - Chương 1 Giới thiệu chung về bộ vi xử lý
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vi xử lý - Chương 1Chương 1: Gi i thi u chung v b vi x lý. Trư ng ðH Công nghi p Tp.HCM. CHƯƠNG 1 GI I THI U CHUNG V B VI X LÝI. S PHÁT TRI N C A CÁC B VI X LÝ: 1. Th h 1 (1971 - 1973): ð c ñi m chung c a các vi x lý th h này: Bus d li u: 4 bit. • Bus ñ a ch : 12 bit. • Công ngh ch t o: PMOS. • T c ñ th c hi n l nh: 10 – 60 s/l nh v i fCLOCK = 0,1 – 0,8 MHz. • M t s b vi x lý ñ c trưng cho th h này: 4040 (Intel), PPS-4 (Rockwell International), … 2. Th h 2 (1974 - 1977): ð c ñi m chung c a các vi x lý th h này: Bus d li u: 8 bit. • Bus ñ a ch : 16 bit. • Công ngh ch t o: NMOS ho c CMOS. • T c ñ th c hi n l nh: 1 – 8 s/l nh v i fCLOCK = 1 – 5 MHz. • M t s b vi x lý ñ c trưng cho th h này: 6502 (Mos Technology), 6800/6809 (Motorola),8080/8085 (Intel), Z80 (Zilog), … 3. Th h 3 (1978 - 1982): ð c ñi m chung c a các vi x lý th h này: Bus d li u: 16 bit. • Bus ñ a ch : 20 - 24 bit. • Công ngh ch t o: HMOS. • T c ñ th c hi n l nh: 0,1 – 1 s/l nh v i fCLOCK = 5 – 10 MHz. • M t s b vi x lý ñ c trưng cho th h này: 68000 / 68010 (Motorola), 8086 / 80186 / 80286(Intel), … 4. Th h 4 (1983 - nay): ð c ñi m chung c a các vi x lý th h này: Bus d li u: 32 - 64 bit. • Bus ñ a ch : 32 bit. • Công ngh ch t o: HCMOS. • T c ñ th c hi n l nh: 0,01 – 0,1 s v i fCLOCK = 20 – 100 MHz. • M t s b vi x lý ñ c trưng cho th h này: 68020 / 68030 / 68040 / 68060 (Motorola), 80386 /80486 / Pentium (Intel), …II. SƠ ð KH I C A M T H VI X LÝ: ð nh nghĩa h vi x lý: • Kh năng ñư c l p trình ñ thao tác trên các d li u mà không c n s can thi p c a con ngư i.Giaùo trình Vi xöû lyù. 1 Bieân soaïn: Phaïm Quang TríChương 1: Gi i thi u chung v b vi x lý. Trư ng ðH Công nghi p Tp.HCM. • Kh năng lưu tr và ph c h i d li u. T ng quát, h vi x lý g m: • Ph n c ng (Hardware): các thi t b ngo i vi → ñ giao ti p v i con ngư i. • Ph n m m (Software): chương trình → ñ x lý d li u.CPU (Central Processing Unit): ñơn v x lý trung tâm.RAM (Random Access Memory): b nh truy xu t ng u nhiên.ROM (Read Only Memory): b nh ch ñ c.Interface Circuitry: m ch ñi n giao ti p.Peripheral Devices (Input): các thi t b ngo i vi (thi t b nh p).Peripheral Devices (Output): các thi t b ngo i vi (thi t b xu t).Address bus: bus ñ a ch .Data bus: bus d li u.Control bus: bus ñi u khi n.III. ðƠN V X LÝ TRUNG TÂM: CPU ñóng vai trò ch ñ o trong h vi x lý, nó qu n lý t t c các ho t ñ ng c a h và th c hi nt t c các thao tác trên d li u. CPU là m t vi m ch ñi n t có ñ tích h p cao. Khi ho t ñ ng, CPU ñ c mã l nh ñư c ghi dư id ng các bit 0 và bit 1 t b nh , sau ñó nó s th c hi n gi i mã các l nh này thành dãy các xung ñi ukhi n tương ng v i các thao tác trong l nh ñ ñi u khi n các kh i khác th c hi n t ng bư c các thaotác ñó và t ñó t o ra các xung ñi u khi n cho toàn h .Giaùo trình Vi xöû lyù. 2 Bieân soaïn: Phaïm Quang TríChương 1: Gi i thi u chung v b vi x lý. Trư ng ðH Công nghi p Tp.HCM.IR (Instruction Register): thanh ghi l nh.PC (Program Counter / Instruction Pointer): b ñ m chương trình / con tr l nh.Instruction decode and control unit: ñơn v gi i mã l nh và ñi u khi n.ALU (Arithmetic and Logic Unit): ñơn v s h c và logic.Registers: các thanh ghi. Tóm l i, khi ho t ñ ng CPU s th c hi n liên t c 2 thao tác: tìm n p l nh và gi i mã – th chi n l nh. • Thao tác tìm n p l nh: - N i dung c a thanh ghi PC ñư c CPU ñưa lên bus ñ a ch (1). - Tín hi u ñi u khi n ñ c (Read) chuy n sang tr ng thái tích c c (2). - Mã l nh (Opcode) t b nh ñư c ñưa lên bus d li u (3). - Mã l nh ñư c chuy n vào trong thanh ghi IR trong CPU (4). - N i dung c a thanh ghi PC tăng lên m t ñơn v ñ chu n b tìm n p l nh k ti p t b nh . • Thao tác gi i mã – th c hi n l nh: - Mã l nh t thanh ghi IR ñư c ñưa vào ñơn v gi i mã l nh và ñi u khi n. - ðơn v gi i mã l nh và ñi u khi n s th c hi n gi i mã opcode và t o ra các tín hi u ñ ñi u khi n vi c xu t nh p d li u gi a ALU và các thanh ghi (Registers). - Căn c trên các tín hi u ñi u khi n này, ALU th c hi n các thao tác ñã ñư c xác ñ nh. M t chu i các l nh (Opcode) k t h p l i v i nhau ñ th c hi n m t công vi c có ý nghĩa ñư cg i là chương trình (Program) hay ph n m m (Sof ...