Зміст
Введення
1 Розвиток мікропроцесорів
2 Мікропроцесори i80386
3 Мікропроцесори i80486
4 Процесори Pentium
5 Продуктивність процесорів
6 Співпроцесори
Список використовуваної літератури
Введення
Найважливіший елемент будь-якого PC - мікропроцесор. Він більшою мірою визначає можливості обчислювальної системи. Перший мікропроцесор i4004 був виготовлений в 1971р і з тих пір фірма Intel міцно утримує лідируюче положення на сегменті ринку. Найбільш успішний проект розробки i8080. Саме на ній був заснований комп'ютер "Альтаїр", для якого Б. Гейтс написав свій перший інтерпретатор Basic. Класична архітектура i8080 справила величезний вплив на подальший розвиток однокристальних мікропроцесорів. Справжнім промисловим стандартом для PC став мікропроцесор i8088, який був анонсований Intel в червні 1979р. У 1981р "блакитний гігант "(фірма IBM) вибрала цей процесор для свого PC. Спочатку мікропроцесор i8088 працював на частоті 4.77 МГц і мав швидкодія близько 0.33 Mops, однак потім були розроблені його клони, розраховані на більш високу тактову частоту 8 МГц. Мікропроцесор i8086 з'явився рівно на рік раніше, у липні 1978р, став популярний завдяки комп'ютеру Compaq Dec Pro. Спираючись на архітектуру i8086 і враховуючи запити ринку, в лютому 1982р Intel випустила i80286. Він з'явився одночасно з новим комп'ютером IBM PC AT. Поряд із збільшенням продуктивності мав захищений режим (використовував більш витончену техніку керування пам'яттю). Захищений режим дозволив таким програмами, як Windows 3.0 і OS/2 працювати з ОЗУ вище 1Мб. Завдяки 16-ти розрядним даними на новій системній шині можна обмінюватися з ПУ 2-х байтним повідомленнями. Новий мікропроцесор дозволяв в захищеному режимі звертатися до 16Мб ОЗУ. У процесорі i80286 вперше на рівні мікросхем були реалізовані мультизадачність і управління віртуальною пам'яттю. При тактовій частоті 8 МГц досягалася продуктивність 1.2 Mips.
1 Розвиток мікропроцесорів
ЕОМ одержали широке поширення, починаючи з 50-х років. Перш це були дуже великі і дорогі пристрої, що використовуються лише в державних установах і великих фірмах. Розміри і форма цифрових ЕОМ невпізнанно змінилися в результаті розробки нових пристроїв, званих мікропроцесорами.
Мікропроцесор (МП) - це програмно-керований електронне цифрове пристрій, призначений для обробки цифрової інформації і керування процесом цієї обробки, виконане на одній або декількох інтегральних схемах з високим ступенем інтеграції електронних елементів.
У 1970 році Маршіан Едвард Хофф з фірми Intel сконструював інтегральну схему, аналогічну за своїми функціями центральному процесору великий ЕОМ - перший мікропроцесор Intel-4004, який вже в 1971 році був випущений в продаж.
15 листопада 1971 можна вважати початком нової ери в електроніці. У цей день компанія приступила до постачань першого в світі мікропроцесора Intel 4004.
Це був справжній прорив, бо МП Intel-4004 розміром менше 3 см був продуктивніше гігантської машини ENIAC. Правда працював він набагато повільніше і міг обробляти одночасно тільки 4 біти інформації (процесори великих ЕОМ обробляли 16 або 32 біта одночасно), але і коштував Перші МП в десятки тисяч разів дешевше.
Кристал являв собою 4-розрядний процесор з класичною архітектурою ЕОМ гарвардського типу і виготовлявся за передовою p-канального МОП технології з проектними нормами 10 мкм. Електрична схема приладу налічувала 2300 транзисторів. МП працював на тактовій частоті 750 кГц при тривалості циклу команд 10,8 мкс. Чіп i4004 мав адресний стек (лічильник команд і три регістра стека типу LIFO), блок РОНов (регістри сверхоперативной пам'яті або регістровий файл - РФ), 4-розрядне паралельне АЛУ, акумулятор, регістр команд з дешифратор команд і схемою управління, а також схему зв'язку з зовнішніми пристроями. Всі ці функціональні вузли об'єднувалися між собою 4-розрядної ШД. Пам'ять команд сягала 4 Кбайт (для порівняння: обсяг ЗУ мініЕВМ на початку 70-х років рідко перевищував 16 Кбайт), а РФ ЦП налічував 16 4-розрядних регістрів, які можна було використовувати і як 8 8-розрядних. Така організація РОНов збережена і в наступних МП фірми Intel. Три регістра стека забезпечували три рівні вкладення підпрограм. МП i4004 монтувався в пластмасовий або металокерамічний корпус типу DIP (Dual In-line Package) всього з 16 висновками. У систему його команд входило всього 46 інструкцій.
Разом з тим кристал своєму розпорядженні досить обмежені засобами введення/виводу, а в системі команд були відсутні операції логічної обробки даних (І, АБО, виключає АБО), у зв'язку з чим їх доводилося реалізовувати за допомогою спеціальних підпрограм. Модуль i4004 не мав можливості останову (Команди HALT) і обробки переривань.
Цикл команди процесора складався з 8 тактів задаючого генератора. Була мультиплексировать ША (шина адреси)/ШД (шина даних), адреса 12-розрядний передавався по 4-розряду.
1 квітня 1972 фірма Intel почала постачання першого в галузі 8-розрядного приладу i8008. Кристал виготовлявся по р-канальної МОП-технології з проектними нормами 10 мкм і містив 3500 транзисторів. Процесор працював на частоті 500 кГц при тривалості машинного циклу 20 мкс (10 періодів задаючого генератора).
На відміну від своїх попередників МП мав архітектуру ЕОМ Прінстонського типу, а в якості пам'яті допускав застосування комбінації ПЗУ і ОЗУ.
У порівнянні з i4004 число РОН зменшилася з 16 до 8, причому два регістри використовувалися для зберігання адреси при непрямої адресації пам'яті (Обмеження технології - блок РОН аналогічно кристалам 4004 і 4040 в МП 8008 був реалізований у вигляді динамічної пам'яті). Майже вдвічі скоротилася тривалість машинного циклу (з 8 до 5 станів). Для синхронізації роботи з повільними пристроями був введений сигнал готовності READY.
Система команд нараховувала 65 інструкцій. МП міг адресувати пам'ять об'ємом 16 Кбайт. Його продуктивність у порівнянні з чотирирозрядний МП зросла в 2,3 рази. В середньому для сполучення процесора з пам'яттю і пристроями введення/виводу було потрібно близько 20 схем середнього ступеня інтеграції.
Можливості р-канального технології для створення складних високопродуктивних МП були майже вичерпані, тому "напрям головного удару" перенесли на n-канальну МОП технологію.
1 квітня 1974 МП Intel 8080 був представлений увазі всіх зацікавлених осіб. Завдяки використанню технології п-МОП з проектними нормами 6 мкм, на кристалі вдалося розмістити 6 тис. транзисторів. Тактова частота процесора була доведена до 2 Мгц, а тривалість циклу команд склала вже 2 мкс. Об'єм пам'яті, що адресується процесором, був збільшений до 64 Кбайт.
За рахунок використання 40-вивідного корпусу вдалося розділити ША і ШД, загальне число мікросхем, потрібних для побудови системи в мінімальній конфігурації, скоротилося до 6.
У РФ були введені покажчик стека, активно використовуваний при обробці переривань, а також два программнонедоступних регістра для внутрішніх пересилок. Блок РОНов був реалізований на мікросхемах статичної пам'яті. Виняток акумулятора з РФ і введення його до складу АЛУ спростив схему управління внутрішньою шиною.
Нове в архітектурі МП - використання багаторівневої системи переривань по вектору. Таке технічне рішення дозволило довести загальне число джерел переривань до 256 (до появи БІС контролерів переривань схема формування векторів переривань вимагала застосування до 10 додаткових чіпів середньої інтеграції). У i8080 з'явився механізм прямого доступу в пам'ять (ПДП) (як раніше в універсальних ЕОМ IBM System 360 та ін.)
ПДП відкрив зелену вулицю для застосування в мікроЕОМ таких складних пристроїв, як накопичувачі на магнітних дисках і стр...
