В помощь студентам БНТУ - курсовые, рефераты, лабораторные !


Процессоры фирмы Intel

Процессоры фирмы Intel.

Современная микропроцессорная технология фирмы Intel.

Достижения фирмы Intel в искусстве проектирования и произ­водства полупроводников делают возможным производить мощные микроп­роцессоры в все более малых корпусах. Разработчики микропроцессоров в настоящее время работают с комплиментарным технологическим процессом метал – оксид полупроводник (CMOS) с разрешением менее, чем микрон.

Использование субмикронной технологии позволяет разработчи­кам фирмы Intel располагать больше транзисторов на каждой подложке. Это сделало возможным увеличение количества транзисторов для се­мейства X86 от 29,000 в 8086 процессоре до 1,2 миллионов в процессо­ре Intel486 DX2, с наивысшим достижением в Pentium процессоре. Вы­полненный по 0.8 микронной BiCMOS технологии, он содержит 3.1 мил­лиона транзисторов. Технология BiCMOS объединяет преимущества двух технологий: биполярной (скорость) и CMOS ( малое энергопотребление ). С помощью более, чем в два раза большего количества транзисторов Pentium процессора по сравнению с Intel486, разработчики поместили на подложке компоненты, ранее располагавшимися снаружи процессора. Наличие компонентов внутри уменьшает время доступа, что существенно увеличивает производительность. 0.8 микронная технология фирмы Intel использует трехслойный металл и имеет уровень, более высокий по сравнению с оригинальной 1.0 микронной технологией двухслойного ме­талла, используемой в процессоре Intel486.

 

Первые процессоры фирмы Intel.

За 20-летнюю историю развития микропроцессорной техники, ве­дущие позиции в этой области занимает американская фирма Intel (INTegral ELectronics). До того как фирма Intel начала выпускать микрокомпьютеры, она разрабатывала и производила другие виды интег­ральных микросхем. Главной ее продукцией были микросхемы для кальку­ляторов. В 1971 г. она разработала и выпустила первый в мире 4-бит­ный микропроцессор 4004. Фирма первоначально продавала его в качес­тве встроенного контроллера (что-то вроде средства управления улич­ным светофором или микроволновой печью). 4004 был четырехбитовым, т.е. он мог хранить, обрабатывать и записывать в память или считы­вать из нее четырехбитовые числа. После чипа 4004 появился 4040, но 4040 поддерживал внешние прерывания. Оба чипа имели фиксированное число внутренних индексных регистров. Это означало, что выполняемые программы были ограничены числом вложений подпрограмм до 7.

В 1972 г., т.е. спустя год после появления 4004, Intel вы­пустила очередной процессор 8008, но подлинный успех ей принес 8-битный микропроцессор 8080, который был объявлен в 1973 г. Этот микропроцессор получил очень широкое распространение во всем мире. Сейчас в нашей стране его аналог - микропроцессор KP580ИК80 приме­няется во многих бытовых персональных компьютерах и разнообразных контроллерах. С чипом 8080 также связано появление стека внешней па­мяти, что позволило использовать программы любой вложенности.

Процессор 8080 был основной частью первого небольшого ком­пьютера, который получил широкое распространение в деловом мире. Операционная система для него была создана фирмой Digital Research и называлась Control Program for Microcomputers (CP/M).

Процессор 8086/88.

В 1979 г. фирма Intel первой выпустила 16-битный микропро­цессор 8086, возможности которого были близки к возможностям процес­соров миникомпьютеров 70-х годов. Микропроцессор 8086 оказался "пра­родителем" целого семейства, которое называют семейством 80x86 или х86.

Hесколько позже появился микропроцессор 8088, архитектурно повторяющий микропроцессор 8086 и имеющий 16-битный внутренние ре­гистры, но его внешняя шина данных составляет 8 бит. Широкой попу­лярности микропроцессора способствовало его применение фирмой IBM в персональных компьютерах PC и PC/XT.

Процессор 80186/88.

В 1981 г. появились микропроцессоры 80186/80188, которые сохраняли базовую архитектуру микропроцессоров 8086/8088, но содер­жали на кристалле контроллер прямого доступа к памяти, счетчик/тай­мер и контроллер прерываний. Кроме того, была несколько расширена система команд. Однако широкого распространения эти микропроцессоры (как и персональные компьютеры PCjr на их основе), не получили.

Процессор 80286.

Следующим крупным шагом в разработке новых идей стал микроп­роцессор 80286, появившийся в 1982 году. При разработке были учтены достижения в архитектуре микрокомпьютеров и больших компьютеров. Процессор 80286 может работать в двух режимах: в режиме реального адреса он эмулирует микропроцессор 8086, а в защищенном режиме вир­туального адреса (Protected Virtual Adress Mode) или P-режиме пре­доставляет программисту много новых возможностей и средств. Среди них можно отметить расширенное адресное пространство памяти 16 Мбайт, появление дескрипторов сегментов и дескрипторных таблиц, на­личие защиты по четырем уровням привилегий, поддержку организации виртуальной памяти и мультизадачности. Процессор 80286 применяется в ПК PC/AT и младших моделях PS/2.

Этот чип стал базовым для создания целого ряда совместимых компьютеров и реализации турборежима. Так же был создан микропроцессор 80188 - приемник 8088. br<> Презентация IBM персонального компьютера AT в 1984 году сфокусировала все внимание на другой микропроцессор Intel 80286. Сам по себе микропроцессор был представлен еще в 1982 году. Естественно у 8086 и 80286 много общего, но 80286 обладает такими дополнительными качествами , которые сразу привлекли пристальное внимание всех связанных с компьютерной индустрией. Новый микропроцессор использует полную 16-разрядную шину данных и 16-битные внутренние регистры. Он был разработан для работы с частотой в 6 Мгц, а затем 8 и 10 Мгц. Более того Intel 80286 способен реализовывать свои функции быстрее , чем это следует из простого роста частоты. В конечном счете самым преимуществом Intel 80286 была способность работать с дополнительной памятью. Вместо 20-разрядной адресной шины 8088/8086 80286 имел 24-разрядную шину. Эти дополнительные 4 разряда давали возможность увеличить максимум адресуемой памяти до16 М. Intel 80286 позволил также использовать виртуальную память. Название говорит само за себя, что виртуальная память организуется не на каких-то отдельных физических чипах. Более того , информация хранится где-то во внешней памяти, но система обеспечивает к ней прямой доступ. 80286 снабжен специальными средствами , которые дают ему возможность отличать, к реальной или виртуальной памяти относится любой байт. Эти средства реализуются дополнительными схемами, включенными в микропроцессор. Они дают возможность работать с 1Г памяти, включающую в себя 16М физической памяти и 1008М виртуальной. Теоретически 80286 должен был преодолеть барьер адресуемой памяти в 1М который был установлен предыдущими моделями. Но в действительности эта возможность не была реализована. Проблема была частично в традициях, а частично в совместимости. Ко времени появления 80286 IBM PC имела гарантированный успех. Для 8088,8086 было разработано огромное программное обеспечение. Отказ от использования этих разработанных программ ставил под сомнение использование нового чипа. Для обеспечения совместимости с ранее разработанными чипами разработчики Intel 80286 обеспечили его работу в двух режимах: в реальном и защищенном. Реальный режим был скопирован с режима работы 8086. Причем разработчики работали так добросовестно, что внесли в реальный режим и ограничение по использованию только 1М памяти. Чтобы использовать улучшенные возможности Intel 80286, фирма разработала защищенный режим. Хотя отсутствовала программная совместимость с 8086, этот режим позволял использовать все 16М и даже 1Г виртуальной памяти в программах, работающих в защищенном режиме. Точно так же как и 8086 в свое время, Intel 80286 да- вал такие огромные ресурсы памяти, потребность в которых еще не назрела к тому времени. Поэтому этот режим не сразу был признан широким кругом пользователей. Потребовалось почти три года, прошедших с момента презентации первой АТ и появлением операционной системы OS/2, работающей в этом режиме, и ознаменовавшей собой начало его широкого применения. Имелись две причины медленной популяризации защищенного режима. Для программистов, работающих в DOS, существенным являлся вопрос перехода между реальным и защищенными режимами. Intel разработал переход между режимами только в одном направлении. микропроцессор начинал работу только в реальном режиме, когда происходило тестирование всех 16М памяти, но для использования этого ресурса необходимо было перейти в защищенный режим. Иначе пользователь мог довольствоваться только 1М памяти. Обратного перехода от защищенного режима к реальному не существует - требуется перезагрузка. Кроме того, защищенный режим реализовывал только частично чаяния программистов. Вся огромная память 80286 была разделена на сегменты по 64К. Вместо того, чтобы свободно использовать весь ресурс памяти, программистам приходилось мудрствовать, чтобы преодолеть эти барьеры между сегментами

 Основные характеристики 80286

Микропроцессор 80286 предусматривает 24-разрядную адресацию, 16-разрядный интерфейс памяти, расширенный набор команд,  функции ПДП и прерываний, аппаратное умножение и деление чисел с плавающей запятой, объединенное управление памятью, 4-уровневую защиту памяти, виртуальное адресное пространство на 1 Гигабайт (1 073 741 824 байта) для каждой задачи и два режима работы: режим реальной адресации, совместимый с микропроцессором 8086, и режим защищенной виртуальной адресации.

 

@reg

@support17

Сейчас 51 гостей онлайн

@(c)

Copyright © 2009-2011 Support17.com
Любое использование материалов, опубликованных на support17,
разрешается только в случае указания гиперссылки на Support17.com

@s

Родоначальницей всех приборостроительных специальностей явилась кафедра «Приборы точной механики», которая была открыта в 1961 г. на машиностроительном факультете.
В 1976 г. был организован оптико-механический факультет.