Творческая деятельность компьютерных фирм в 1997 г

Постоянный научный поиск ведется в области технологии изго­товления больших интегральных схем. Основными направлениями совершенствования являются увеличение плотности монтажа (т.е. сокращение физических размеров компонентов ИС), повышение быс­тродействия и надежности.

Микропроцессоры Pentium Pro фирмы Intel начали выпускаться по технологии 0,5 мкм (данный параметр характеризует минимально различимый размер компонентов ИС), a Pentium 2 выпускался уже по технологии 0,35 мкм. Микропроцессоры фирмы Intel Xeon (для серве­ров) и Celeron (для недорогих компьютеров) выпускаются по 0,25 мкм-технологии. МП Pentium 3 (тактовая частота в конце 1999 г. дости­гала 750 МГц) и Alpha фирмы Compaq (с тактовой частотой 1 ГГц) выпускаются по 0,18 мкм-технологии.

Считается, что переход на 0,13 мкм-технологию позволит повы­сить тактовую частоту МП до 1,3 ГГц. В то же время фирма Texas Instruments с 1998 г. осваивает 0,07 мкм-технологию.

Микропроцессоры фирмы Intel, начиная с Pentium 2, имеют ядро, выполненное в виде RISC-процессора, и аппаратный транслятор ко­манд х86 в RISC-команды.

В персональных ЭВМ нашли применение не только микропроцес­соры фирмы Intel. Крупнейшими производителями аналогов микро­процессорам Intel (клонов) являются фирмы Cyrix и AMD.

Фирма Cyrix выпускает микропроцессоры М-1 и М-2, аналогич­ные Pentium, но превосходящие его по производительности. Так, М-1 с тактовой частотой 150 МГц по производительности эквивалентен МП Pentium с тактовой частотой 200 МГц.

Фирма AMD, завоевавшая около 30% рынка МП в России, вы­пускает микропроцессоры К-5, К-6 и К-7, соответствующие по архи­тектуре Pentium. Причем МП К-7 Thunderbird в 2000 г. работал с тактовой частотой 1 ГГц.

Поскольку огромный объем программного обеспечения разрабо­тан для системы команд базового микропроцессора фирмы Intel (18086), все последующие разработки этой фирмы и фирм, выпускаю­щих клоны, обеспечивают совместимость с базовой моделью.

Структурная схема базовой модели МП фирмы Intel приведена на рис.1.

Условно микропроцессор можно разделить на две части: исполни­тельный блок (Execution Unit, EU) и устройство сопряжения с систем­ной магистралью (Bus Interface Unit, BIU).

В исполнительном блоке находятся арифметический блок и реги­стры общего назначения(РОН). Арифметический блок включает арифметико-логическое устройство, вспомогательные регистры для хранения операндов и регистр флагов.

Восемь регистров исполнительного блока МП (АХ, ВХ, СХ, DX, SP, ВР, SI, DI), имеющих длину, равную машинному слову, делятся на две группы. Первую группу составляют регистры общего назна­чения— АХ, ВХ, СХ и DX, каждый из которых представляет собой регистровую пару, составленную из двух регистров длиной 0,5 ма­шинного слова: аккумулятор, или регистр АХ, состоит из регистров АН и AL. Регистр базы (Base Register) ВХ состоит из регистров ВН и BL. Счетчик (Count Register) СХ включает регистры СН и CL. Ре­гистр данных (Data Register) DX содержит регистры DH и DL. Каж­дый из коротких регистров может использоваться самостоятельно или в составе регистровой пары. Условные названия (аккумулятор, ре­гистр базы, счетчик, регистр данных) не ограничивают применения этих регистров - эти названия говорят о наиболее частом использо­вании их или об особенности использования того или иного регистра в той или иной команде.

Вторую группу составляют адресные регистры:SP, BP, SI и DI (в старших моделях количество адресных регистров увеличено). Эти ре­гистры активно используются по функциональному назначению и в других целях их применять не рекомендуется. В качестве адресного регистра часто используется POH BX. Программно допускается ис­пользование регистров ВР, DI и SI в качестве регистров для хранения операндов, но отдельные байты в этих регистрах недоступны. Основ­ное их назначение — хранить числовые значения, реализуемые при формировании адресов операндов.

Устройство сопряжения с системной магистралью содержит управ­ляющие регистры, конвейер команд, АЛУ команд, устройство управле­ния исполнительным блоком МП и интерфейс памяти (соединяющий внутреннюю магистраль МП с системной магистралью ПЭВМ).

Управляющие регистры ВШ: CS (указатель командного сегмен­та), DS (указатель сегмента данных), SS (указатель сегмента стека), ES (указатель дополнительного сегмента) и др. — служат для опреде­ления физических адресов ОП — операндов и команд. Регистр IP (Instruction Pointer) является указателем адреса команды, которая будет выбираться в конвейер команд в качестве очередной команды (в отечественной литературе такое устройство называется счетчик команд]. Конвейер команд МП хранит несколько команд, что позво­ляет при выполнении линейных программ совместить подготовку оче­редной команды с выполнением текущей.

К управляющим регистрам МП относится и регистр флагов, каж­дый разряд которого имеет строго определенное назначение. Обычно разряды регистра флагов устанавливаются аппаратно при выполне­нии очередной операции в зависимости от получаемого в АЛУ ре­зультата. При этом фиксируются такие свойства получаемого резуль­тата, как нулевой результат, отрицательное число, переполнение раз­рядной сетки АЛУ и т.д. Но некоторые разряды регистра флагов мо­гут устанавливаться по специальным командам. Некоторые разряды имеют чисто служебное назначение (например, хранят разряд, «вы­павший» из АЛУ во время сдвига) или являются резервными (т.е. не используются).

Все флаги младшего байта регистра устанавливаются арифмети­ческими или логическими операциями МП. Все флаги старших бай­тов, за исключением флага переполнения, устанавливаются программ­ным путем. Для этого в МП имеются команды установки флагов (STC, STD, STI), сброса (CLC, CLD, СП), инвертирования (CMC).

Поиск по сайту: