پردازنده هاجلسه سوم

CPU پردازنده، ريزپردازنده، ميكرو پروسسور، پردازشگر(مركزي(

مانند0 قلب و مغز انسان عمل مي كند و در مركز محاسبات و ◦كنترل يك سيستم كامپيوتري قرار دارد.

(دسته بندي پردازنده ها بر اساس عملكردGeneral Vs. Special)

خاص منظوره : براي دستورات خاص متناسب با عملك0ردي كه ◦براي آن استفاده شده.

سرعت اجراي باالهمه منظوره : اجراي دستورات متنوع تعريف شد0ه براي ◦

كاربردهاي مختلف سرعت اجراي كمتر به نسبت قبلي

CPU

پردازنده هاي خانواده اينتلپردازنده هاي اينتل◦

XT802868038680486پنتيوم پنتيومII پنتيومIII پنتيومIV )P4( و سايريكس AMDپردازنده هاي خانواده ◦

پردازنده هاي مبتني بر موتوروال

دسته بندي پردازنده ها بر اساس معماري آنها

تا 4004مروري بر تحوالت پردازنده ها از P4http://www.cpu-world.com/CPUsسرعت كالك پردازنده هاولتاژ استفاده شدهاندازه رجيسترهاي داخليپهناي باند گذرگاهحداكثر حافظه قابل پشتيباني و سطح ا2كش سطح (ويژگيهاي كمكيFPU, MMX ,SSE,3Dnow)

پردازنده هاي اينتل

اولين پردازنده هاي كه به طور وسيع مورد استفاده در كامپيوترهايIBM بودند. به)DIP)Dull in line Packageشكل

داراي دو مد كاريMax وMin )همه كارها با پردازنده(8088 خط 20 پايه – 40 بيت. داراي 8 بيت ولي خارجي 16 : گذرگاه داخلي

مگابايت 1براي آدرس و داده-)ويژگي مالتي پلكس( حداكثر حافظه قابل حمايت كنترل آدرس و يا داده بودن خطوط مشخص مي شود.ALE– به كمك

8086 بيت16 : گذرگاه داخلي و خارجيداراي خطوط زير است0:◦

خط داده با حافظه در ارتباط است.16اطالعات : با : خط16آدرس كالك عملكرد آنها تغييير خواهد كرد. در مد ماكس با كنترلر 31-24ماكس و مين : در مد مين خطوط

گذرگاه كنترل مي شوند.آمادهراه اندازي مجدد..... تست و

XT

Package TypesSmall Outline Transistor

)SOT( Small Outline Package (SOP) Dual-In-Line Package (DIP)

Plastic/Ceramic Pin Grid Array (PPGA/CPGA)

Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC)

LGA(Land Grid Array)

PLCC

LCC

Plastic Quad Flat Package (PQFP)

BQFP: Bumpered Quad Flat Package

باس كنترل : كنترل پايه هاي كه بصورت ورودي و خروجي عمل مي كنند را بر 16 براي مشخص كردن بخش بااليي )BHE )Bus High Enableعهده دارد. مثال

خط آدرس-كه به عنوان خط داده استفاده مي شود- مورد استفاده قرار مي كيرد.

بخشReset..براي مشخص كردن مقدار ثباتها، شمارنده ها و : به صورت دگمه بر روي كيس◦- در ابتداي راه اندازي سيستم◦Ctrl + Alt – Deleteبه ◦

Ready براي مشخص كردن زمان آماده براي دريافت نتايج يك دستگاه جانبي : مي شود0يا 1كه سرعت كمي دارد. توسط دستگاه ديگر

Testبراي ايجاد هماهنگي پردازنده و كمك پردازنده :INT.براي وقفه استفاده مي شود. از اولويت اسفاده مي شود :NMI)Non Maskable Int.(Lock براي جلوگيري از كنترل باس توسط پردازنده يا دستگاههاي ديگر بايد :

صفر شود

بعضي از بخشهاي مهم آن

.از دو بخش تشكيل شده است◦BIUواحد رابط گذرگاه

ثباتهاي سگمنت( صف مربوط به دستورالعملهاinstruction set)كنترلر باس اطالعات و آدرس( از آدرس منطقي در ثباتهاي 20توليد كننده آدرس فيزيكي )بيتي16 خط

(EUواحد اجرا )◦)ثباتهاي مربوط به اطالعات )ثباتهاي عموميواحد محاسبه و منطقواحد كنترل براي اجراي دستورالعمل

نقشه شماتيك بخشهاي 8088پردازنده

8088

Rom/Ram

Memory

I/O

Control Bus

Data Bus

Address Bus

( ثباتهاي اطالعاتAX,BX,CX,DX براي نگهداري داده )ها

(ثباتهاي اشاره گر و شاخصIP,SI,DI,BP,SP محل )دستورالعملها

(ثباتهاي قطعه يا سگمنتCS,DS,SS,ES)ثباتهاي حالت يا پرچم

ثباتهاي داخلي پردازنده

بيتي اينتل16اولين پردازنده مگابايت(16 بيتي )24خط آدرس تغييرات به نسبتXT

داراي دو مد كاري ◦ مگابايت كار مي كند. براي برنامه هايي كه براي پردازنده قبلي نوشته 1واقعي : در فضاي

شده مگابايت كار مي كند.16محافظت شده : در فضاي

. نگهداري وظايف Task Stack Segment اجراي برنامه ها بصورت همزمان: استفاده از ثبات◦ناتمام

خط240گذرگاه آدرس:◦ خط16گذرگاه اطالعات: ◦

به 16 به 8بخاطر تغيير در گذرگاه اطالعات و تبديل Advance Tech يا .AT .مشهور شدند مگا هرتز16 و 12، 10، 8سرعت كاري باالتر : سرعتهاي پالس ◦)SMD)Surface Mounted Deviceو يا بصورت DIPبه صورت ◦ است.MPU or FPUداراي كمك پردازنده رياضي ◦ بيتي هستند.16 و ثباتها هم 16گذرگاه اطالعات داخلي و خارجي ◦

80286

تحول بزرگي ايجاد كرد زيرا محدوديت حافظه را شكست و گيگا را حمايت ميكرد.4 خط آدرس 32با

يك مد جديد با نامVirtual اضافه كردند كه باعث دادن قابليتهاي بيشتر به پردازنده مي شود.

قابليت اجراي تمام برنامه هاي قبلي داشتن سه مد كاري و سوييچ مابين آنها)واقعي – حفاظت

شده – مجازي(پشتيباني از سيستم عاملهاي چند كاربره و چند وظيفه اي 1 و گاهي 2پشتيباني از كش خارجي بر روي مادربورد سطحخاصيت خط لولگي در پردازنده

80386

:بخشهاي مهم پردازندهواحد رابط گذرگاه : دستورالعملها را از رم مي خواند◦واحد خواندن د0ستورالعمل◦واحد رمزگشايي د0ستورالعملها◦واحد اجراي د0ستورالعملها◦واحد قسمت بندي يا سگمنت :0 براي تبديل آدرس منطقي به ◦

فيزيكيواحد صفحه يا صفحه بندي :0 براي تبديل آدرس منطقي به ◦

فيزيكي

80386

80386قسمتهاي مهم پردازنده( Bus Interface unit) واحد رابط گذرگاه◦(Code Fetch unit)واحد خواندن د0ستورالعمل ◦(Instruction Decode Unit)واحد رمزگشايي دستورالعملها ◦(Instruction Execution Unit)واحد اجراي د0ستورالعملها ◦(Segmentation of Segment Unit)واحد قسمت بندي يا سگمنت ◦(Paging page unit)واحد صفحه يا صفحه بندي ◦

مدلهاي پردازنده◦SX خط آدرس و پكيج 24: داراي PLCC◦DX خط آدرس و پكيج 32: دارايPGA از نوع فشاري يا ZIF

80386

است با قابليتهاي بيشتر و سرعت باالتر80386مانند است.2 و سطح 1داراي كش استاتيكي سرخود سطح .داراي كمك پردازنده سرخود است پكيجهاي آنPLCC وPGAفركانس كاري باالتر پردازنده نسبت به پالس سيستم (3/45 تا 3/3 ولت )5ولتاژ كاري كمتر از بيتي32باس آدرس و اطالعات

80486

ميليون ترانزيستور است. 3/1 مگاهرتز است. داراي 233 تا 66بحث از سرعت سازگار با خانواده هاي قبلي و واحدهاي عملياتي بيشتر.

براي اجراي همزمان دو دستورالعملV وUداراي دوكانال داراي واحد محاسبات اعشاري و سبك مديريتي خاص براي كم مصرف شدن

سيستمMMXدو نوع هستند: پنتيوم هاي معمولي و پنتيومهاي

Pentium Proنسبت به مدلهاي قبلي پيشرفته ت0ر و سرعت باالتر :Pentium II : 97 1 ميليون ترانزيستور دارد. سرعت تا 7/5 عرضه شد وGHz

2 كيلوبايت كش سطح A: 128كالس سلرون ◦ نيست2: داراي كش سطح Bكالس سلرون ◦ است.SSE داراي MMX با اين تفاوت كه به جاي A: ماندد نوع IIIسلرون ◦

Pentium III(و 256( نيم كش)128: سرعت كاري ب0االت0ر. مدلهاي سلرون )512فول

Pentium IV مگابايت12 گيگا و كش باال تا 3/2: سرعت پردازنده ب0االتر تا

Pentium

رقيب سرسخت شركت اينتل در سرعت، قيمت و قابليتهاي اجراي برنامه ها با هم

تفاوت دارند.AMD-k5مانند پنتيوم AMD-k6AMD-k6/2,3AMD-ATHLONAMD-DURON

AMD

نمونه رم هاي اوليه