Микропроцессоры

Лекции 3

Микропроцессоры и системные платы

Содержание

Микропроцессоры

Микропроцессоры типа CISC

Микропроцессоры типа RISC

Микропроцессоры типа VLIW

Физическая и функциональная структура МП

Системные платы (основные сведения)

Наиболее важными компонентами ПК, обусловливающими его характеристики, являются ● микропроцессоры, ● системные платы и ● интерфейсы.

Микропроцессоры

Микропроцессор (МП), или central processing unit (CPU) — функционально-законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) интегральных схем.

Микропроцессор выполняет следующие функции:

§ вычисление адресов команд и операндов;

§ выборку и дешифрацию команд из основной памяти (ОП);

§ выборку данных из оперативной памяти (ОП), регистров микропроцессорной памяти (МПП) и регистров адаптеров внешних устройств (ВУ);

§ прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ;

§ обработку данных и их запись в ОП, регистры МПП и адаптеров ВУ;

§ выработку управляющих сигнало в для всех прочих узлов и блоков ПК;

§ переход к следующей команде.

Основными параметрами микропроцессоров являются:

· разрядность;

· рабочая тактовая частота;

· размер кэш-памяти;

· состав инструкций;

· конструктив, рабочее напряжение и т.д.

►Разрядность шины данных микропроцессора (МП) определяет количество разрядов, над которыми одновременно могут выполняться операции.

►Разрядность шины адреса МП определяет его адресное пространство.

● Адресное пространство — это максимальное количество ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором.

►Рабочая тактовая частота МП во многом определяет его внутреннее быстродействие, ибо каждая команда выполняется за определенное количество тактов. Быстродействие (производительность) ПК зависит также и от тактовой частоты шины материнской платы, с которой работает МП.

►Кэш-память, устанавливаемая на плате МП, имеет 3-4 уровня:

· L1 - память 1-го уровня, находящаяся внутри основной микросхемы (ядра) МП и работающая всегда на полной частоте МП (впервые L1 был введен в МП 486 и 386SLC);

· L2 - память 2-го уровня - размещена на плате МП и связана с ядром внутренней микропроцессорной шиной (впервые введен в МП Pentium II).

Память L2 может работать на полной или половинной частоте МП. Эффективность этой кэш-памяти зависит и от пропускной способности микропроцессорной шины.

►Состав инструкций — перечень, вид и тип команд, автоматически исполняемых МП. От типа команд зависит даже классификационная группа МП (CISC, RISC, VLIM).

Перечень и вид команд определяют те процедуры, которые могут выполняться над данными в МП, и те категории данных, над которыми могут выполняться эти процедуры.

Дополнительные инструкции в небольших количествах вводились во многих МП (286, 486, Pentium Pro и т. д.).

Но существенное изменение состава инструкций произошло в МП 386 (этот состав далее принят за базовый), Pentium MMX, Pentium III, Pentium 4.

►Конструктив определяет те физические разъемные соединения, в которые устанавливается МП и которые определяют пригодность материнской платы для установки МП. Разные разъемы имеют разную конструкцию (например, Slot — это щелевой разъем, Socket — разъем-гнездо). При этом имеется разное количество контактов, на которые подаются сигналы и рабочие напряжения.

►Рабочее напряжение также определяет пригодность материнской платы для установки МП.