МП Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486, Pentium.

 

МП 80286 выпущен фирмой Intel в 1982 году. Он в 4 раза эффективнее 8086 и имеет 16 Мбайт оперативной памяти благодаря 24-разрядному интерфейсу с адресной шиной. МП содержит 130000 транзисторов (в МП 8086 29000 транзисторов). Этот МП относится к типу РС/АТ (персональный компьютер усовершенствованной технологии).

МП 80286 может работать в одном из двух режимах: реальном и защищенном.

1) В реальном режиме (real mode) МП полностью имитирует работу МП 8086, позволяя запускать любые программы, рассчитанные на использование этого МП. В этом режиме объем памяти – адресное пространство – ограничено 640 кБ.

2) В защищенном режиме (protected mode) МП 80286 иначе воспринимает команды доступа к памяти, поэтому в этом режиме он может использовать до 16 МБ ОЗУ. В этом режиме блок управления (БУ) памятью поддерживает процесс сегментации ОЗУ с использованием сегментов размерами 64 кБ.

МП 80286 в большинстве случаев работает под управлением дисковой операции системы DOS.

Арифметическим сопроцессором является микросхема 80287 с измененном интерфейсом. По сути, это модифицированная микросхема 8087. Поэтому сопроцессор 80287, замедляет работу основного процессора 80286, т. к. имеет более низкую тактовую частоту.

 

Принципы архитектуры МП 80286

 

СГ генерирует тактовый сигнал CLK для синхронизации внутреннего функционирования процессора и других микросхем. Сигнал RESET производит сброс процессора в начальное состояние. Сигнал READY формируется СГ и предназначен для удлинения циклов при работе с медленными периферийными устройствами.

 

 

 

 

На адресную шину состоящую из 24 линий, МП выставляет адрес байта или слова, который будет пересылаться по шине данных в процессор или из него. Кроме того, шина адреса используется МП-ом для указания адресов периферийных портов, с которыми производится обмен данными.

Шина данных состоит из 16 линий, по которым возможна передача как отдельных байтов, так и двухбайтовых слов. При пересылке байтов возможна передача и по старшим 8 линиям, и по младшим. Шина двунаправленная.

 

Принципы архитектуры МП 80386

 

Выпущен фирмой Intel в 1985 году. В нем находится 275000 транзисторов. Он имеет 32 разрядную адресную шину и 32 разрядную шину команд, скорость 9 млн. операций в секунду, память до 4 Гбайт.

Наиболее важную роль в МП 80386 играют: АЛУ, блок шинного интерфейса, блок управления памятью. АЛУ входит в состав ИБ, выполняющего команды.

Блок управления памятью состоит из двух других блоков:

Ø блока сегментации;

Ø блока подкачки страниц;

 

Эти устройства служат для разбивки оперативной памяти на относительно небольшие фрагменты и динамического перераспределения их в прикладных программах.

Блок сегментации осуществляет разбивку доступного объема операционной памяти на сегменты. Это позволяет рационально управлять логическим адресным пространством за счет легкой перемещаемости данных и команд, а также эффективного доступа к внешним источникам информации.

Блок подкачки страниц управляет памятью на более низком уровне, чем блок сегментации. Подкачка страниц является промежуточным этапом в процессе сегментации памяти. Каждая страница может быть разбита на один или несколько сегментов по 4 КБ.

МП работает в одном из двух режимов:

1. В реальном режиме (режим реальной адресации – real address mode). В этом режиме можно запускать задачи, предназначенные для МП 8086/88.

2. В защищенном режиме (режим защищенной виртуальной адресации – protected virtual address mode). В этом режиме запускаются программы, превышающие физический размер оперативной памяти.

 

Для выполнения операций над числами с плавающей запятой МП80386 необходим сопроцессор. Возможны три варианта:

1. Использование МП 80287

2. Использование МП80387 – это обеспечит рост скорости в пять раз в операциях с плавающей запятой.

3. Установка СП Weitek 3167, дающего еще больше увеличения скорости вычислений.

 

Принципы архитектуры МП 80486

 

Выпущен в 1989 году. Содержит от 1,2 млн. транзисторов (до 1,6 млн. транзисторов у МП 80486DX-100 (1992 год), с тактовой частотой 50 МГц), 32 разрядная адресная шина, 32 разрядная шина данных, скорость 20 млн. операций в секунду, память до 4 ГБ, имеет встроенные блоки плавающей арифметики и буферного ЗУ. Архитектура RISC (reduced instruction set chip – микросхема с сокращенным набором команд).

Наиболее важные компоненты: АЛУ блок управления памятью, блок плавающей арифметики, блок буферного запоминающего устройства – блок «КЭШ» памяти.

 

Принципы архитектуры МП Pentium (Intel)

 

Выпущен в 1993 году. 3,1 млн. транзисторов, тактовая частота 60, 66 МГц, 32 разрядная с 64 разрядной внешней шиной данных, самой высокое быстродействие: 2 операции за 1 такт синхронизации.

 

«КЭШ» память – это специально встроенное поле памяти (в МП 80386 – 16 байт), которое используется для хранения нескольких команд МП. Независимо от производимых микропроцессором расчетов, специальная схема загружает в эту память код ПО (программного обеспечения), прежде чем в нем появится необходимость. Это увеличивает быстродействие.

 

Intel 486 – «КЭШ» 8 Кбайт.

Pentium – «КЭШ» 256 Кбайт и выше (Pentium 567), скорость 112 млн.опер/сек.

До Pentium – 4 Кбайт на странице, а Pentium – 4 Мбайт на странице.

Pentium II тактовая частота 266 МГц (скорость 5 микрокоманд за такт), «КЭШ» память 512 Кбайт, 7,5 млн. транзисторов. Объем памяти до 64 ГБ.

Pentium Pro (1996 год) – память до 262 ГБ, 1,8 трил. операций в секунду.