Московский государственный университет экономики, статистики и информатики ММУБиИТ Кафедра вычислительных систем, сетей и телекоммуникаций. Курсовая работа на тему Анализ структур, характери стик и архитектур 32-разрядных микропроцессоров.Выполнил студент группы ИБ-104 Белых А. В. Руководитель Пятибратов А.П. Москва 1997 План стр 1 Введение 3 2 Обзор некоторых 32-разрядных микропроцессоров 3 Общий обзор структур,характеристик и архитектур 32-разрядных микропроцессоров 4 Выбор показателей для оценки микропроцеров 5 Сравнительная оценка структур и архитектур совместимых 32-разрядных микропроцессоров 6 Перспективы развития микропроцессоров 7 Список используемой литературы 17 Введение. За время существования электронная промышленность пережила немало потрясений и революций. Коренной перелом - создание электронных микросхем на кремниевых кристаллах, которые заменили транзисторы и которые назвали интегральными схемами.
Со времени своего появления интегральные схемы делились на малые, средние, большие и ультрабольшие МИС, СИС, БИС и УБИС соответственно. Все больше и больше транзисторов удавалось поместить на вс меньших и меньших по размерам кристаллах.
Следовательно ультрабольшая интегральная схема оказывалась не такой уж большой по размеру и огромной по своим возможностям. Поэтому процессоры созданы именно на основе УБИС . Развитие микропроцессоров в электронной индустрии проходило настолько быстрыми темпами, что каждая модель микропроцессора становилась маломощной с момента появления новой модели, а ещ через 2-3 года считалась устаревшей и снималась с производства.
Каждый микропроцессор имеет определнное число элементов памяти, называемых регистрами, арифметико-логическое устройство АЛУ , и устройство управления. Регистры используются для временного хранения выполняемой команды, адресов памяти, обрабатываемых данных и другой внутренней информации микропроцессора.
В АЛУ производится арифметическая и логическая обработка данных. Устройство управления реализует временную диаграмму и вырабатывает необходимые управляющие сигналы для внутренней работы микропроцессора и связи его с другой аппаратурой через внешние шины микропроцессора. Среди отечественных БИС имеется три класса микропроцессорных БИС, отличающихся структурой, техническими характеристиками и функциональными возможностями секционированные с наращиванием разрядности и микропрограмным управлением однокристальные микропроцессоры и однокристальные микроЭВМ с фиксированной разрядностью и системой команд.
Вместе с периферийными БИС , выполняющими функции хранения и ввода-вывода данных, управления и синхронизации, сопряжения интерфейсов и. т. д микропроцессоры составляют законченные комплекты БИС. Секционированные микропроцессорные комплекты МПК допускают наращивание параметров прежде всего разрядности обрабатываемых данных и функциональных возможностей.
Секционированные МПК ориентированы в основном на применение в универсальных и специализированных ЭВМ, контроллерах и других средствах вычислительной техники высокой производительности. МПК на основе однокристальных микропроцессоров и однокристальные микроЭВМ, обладающие меньшей производительностью, но гибкой системой команд и большими функциональными возможностями, ориентированны на широкое применение в различных отраслях народного хозяйства.
На данный момент существует два направления в производстве микропроцессоров. Они различаются в принципах архитектуры. первое направление - это процессоры RISC архитектуры второе - CISC. Микропроцессоры с архитектурой RISC Reduced Instruction Set Computers используют сравнительно небольшой сокращнный набор наиболее употребимых команд, определнный в результате статистического анализа большого числа программ для основных областей применения CISC - процессоров исходной архитектуры. Все команды работают с операндами и имеют одинаковый формат.
Обращение к памяти выполняется с помощьюспециальных команд загрузки регистра и записи. Простота структуры и небольшой набор команд позволяет реализовать полностью их аппаратное выполнение и эффективный конвейер при небольшом обьме оборудования. Арифметику RISC - процессоров отличает высокая степень дробления конвейера. Этот прием позволяет увеличить тактовую частоту значит, и производительность компьютера чем более элементарные действия выполняются в каждой фазе работы конвейера, тем выше частота его работы. RISC - процессоры с самого начала ориентированны на реализацию всех возможностей ускорения арифмктических операций, поэтому их конвейеры обладают значительно более высоким быстродействием, чем в CISC - процессорах.
Поэтому RISC - процессоры в 2 - 4 раза быстрее имеющих ту же тактовую частоту CISC - процессоров с обычной системой команд и высокопроизводительней, несмотря на больший обьм программ, на 30 . Дейв Паттерсон и Карло Секуин сформулировали 4 основных принципа RISC 1. Любая операция далжна выполняться за один такт, вне зависимости от ее типа. 2. Система команд должна содержать минимальное количество наиболее часто используемых простейших инструкций одинаковой длины. 3. Операции обработки данных реализуются только в формате регистр - регистр операнды выбираются из оперативных регистров процессора, и результат операции записывается также в регистр а обмен между оперативными регистрами и памятью выполняется только с помощью команд загрузкизаписи . 4. Состав системы команд должен быть удобен для компиляции операторов языков высокого уровня.
Микропроцессоры с архитектурой CISC Complex Instruction Set Computers - архитектура вычислений с полной системой команд.
Реализующие на уровне машинного языка комплексные наборы команд различной сложности от простых, характарных для микропроцессора первого поколения, до значительной сложности, характерных для современных 32 -разрядных микропроцессоров типа 80486, 68040 и др.
МП 80386 оптимизирован для многозадачных операционных систем и приклад... Фирма Cyrix разработала процессоры М6 и М7 аналоги 486SX и 486DX 2 на ... Для самых простых систем фирмой Texas Instruments продолжается выпуск ... Локальные регистры выполняют функции регистров стека для хранения пара... Память организована в виде одного или нескольких сегментов переменной ...
разрядных микропроцессоров. Например, для умножения двух чисел требуется больше тактов, чем для сл... Число тактов в секунду измеряется миллионами даже для медленных процес... Например, 10 МГц означают 10 миллионов тактов в секунду. Таблица Процессоры семейства 86 фирмы Intel.
Сначала на процессоре 601 была реализована только система 6000 фирмы I... В настоящее время большинство производителей компьютеров имеют свои ва... Если предварительные сведения точны по-видимому, это и есть, процессор... В феврале 1991 г. Чтобы показать стремительный прогресс компьютерной технологии, в табли...
Список используемой литературы . 1 А.А Мячев, В.Н. Степанцов ПЭВМ и микроЭВМ М. Радио и связь,1991. 2 Вычислительные машины, системы и сети. Учебник под редакцией А.П. Пятибратов Финансы и статистика,1991. 3 В.Э. Фигурнов IBM PC для пользователя. 4 Р. Веббер Конфигурирование ПК на процессорах 386486. 5 П. Нортон Персональный компьютер изнутри.
Исследовательская работа заключается в том, что бы прочитать две книги, которые раньше никто не читал, и написать третью, которую никто читать не будет. Самой нужной оказывается цитата, источник которой никак не найти.
Если крадешь у одного-это плагиат, если у многих-это исследование. Оригинальность-это хорошо, зато плагиат быстрее. Чем больше работаешь над своей идеей, тем больше убеждаешься в том, что она-чужая.