Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4 | Следующая страница реферата



82320 - контроллер магистрали Micro Chanel (MCA);

82350 - контроллер магистрали EISA;

82С508 - микросхема программируемой логики, минимизирующая объем

оборудования основной платы.

МП 80486 использует CISC-архитектуру и обеспечивает программную совместимость с 80386, в 2-4 раза более производительнее 80386 вследствии частичного применения RISC-архитектуры и внутренней 128-разрядной шины данных, внутреннего ОЗУ емкостью 8 Кбайт, реализации функций математического сопроцессора 80387, контроллера кэш-памяти 82385. Система команд содержит набор команд 80386 и дополнительные команды.

МП содержит более 1 млн. транзисторов, имеет тактовую частоту 25 или 33 МГц и размещен в 186-выводном корпусе с матричным расположением выводов. В МП используются раздельные 32-разрядные шины адреса и данных, обеспечивающие в монопольном режиме скорость передачи данных до 106 Мбайт/с (при тактовой частоте 33 МГц).

Сопроцессор 82596 оптимизирован для выполнения функций файл-сервера, построения одно- и многопользовательских рабочих станций и мини-компьютера. Сопроцессор использует при передаче данных 32-разрядные шины и сигналы, что позволяет упростить сопряжение с арифметическими сопроцессорами и системной магистралью.

Фирма INTEL первой выпустила 16-битные МП. МП 8086 представляет собой значительно усовершенствованный вариант МП 8086/8085,а МП 8088 почти аналогичен 8086, но его внешняя шина данных имеет 8 бит.

Фирма INTEL лидирует на рынке 26-битных МП, МП 8086/8088 доминируют в конторских компьютерах, они применялись , например, в первых моделях IBM BC (8088), ACT SIRIUS (8088), DEC RAINBOW (8088), APRICOT (8086). В последующих моделях IBM PC ( и и в много численных "колоннах") используются более мощные МП 80186, 80286, 80386. Основные преимущества 16-битных МП фирмы INTEL и других фирм по сравнению с 8-битными заключается в следующем:

а) более быстрое выполнение команд;

б) расширенная система команд(например, имеются команды умножения и деления);

в) увеличенный объем памяти ( обычно 1 Мбайт и более) по сравне нию с 64 К байтами;

г) расширенный диапозон целых чисел ( от 0 до 64К вместо от 0 до 255);

д) большее число режимов адресации, что упрощает программы и по вышает их эффективность;

е) применение сопроцессоров, помогающих ЦП быстрее выполнять программы.

После хорошо зарекомендовавших себя 16-битных МП в начале 80-х годов стал неизбежен переход к 32-битным устройствам, которые обладают следующими преимуществами:

- позволяют обрабатывать 32-битные данные с большим диапазоном це лых чисел;

- обладают большем диапазоном адресации памяти, обычно 4 Гбайта; имеют более высокую скорость работы с частотой синхронизации 16 МГц и выше;

- характеризуются дополнительным набором команд и режимов адресации с обеспечение совместимости вверх с их предшественниками;

- имеют внутренние средства управления памятью и внутреннюю кэш-па мять для команд, в которой хранятся наиболее часто используемые команды и данные;

- обеспечивают увеличение производительности в 2-3 раза на стан дартных бенчмарк-программах.

Фирмы производители 32-битных МП утверждают, что по вычислительной мощности эти приборы соперничают с традиционными миникомпьютерами, например машинами VAX фирмы DEK. Хотя это утверждение не является бесспорным (в части быстродействия по командам, с учетом быстродействия сопроцессора и поддержки сложной операционной системы), все же 32-битные МП широко применяются в инженерных рабочих станциях, в области распознавания речи, в роботах, для автоматизации учрежденческой деятельности и в больших много пользовательских и мультиплексорных системах.

Наибольшее распространение получили МП 80386 фирмы INTEL, MC68020 фирмы ZILOG и транспьютер Т424 фирмы INMOS. Если первые три процессора представляют собой естественную эволюцию своих 16-битных предшественников и имеют обычную архитектуру, то в транспьютере реализован совершенно новый подход к архитектуре машины. По существу, он является RISC-процессором (компьютер со сокращенной системой команд) в отличие от CISC-процессора (компьютер со сложной системой команд).

Транспьютер спроектирован для работы в мультиплексорной конфигурации, т.е. несколько транспьютеров параллельно выполняют одну программную задачу. Разработка RISC-процессора является попыткой отойти от эволюционного развития ЦП с постепенным усложнением системы команд. Несколько исследовательских организаций и университетов попытались разработать ЦП с намного меньшим числом команд, что обеспечивает зна чительное повышение его производительности.

Важнейшие особенности " чистого " RISC-процессора заключаются в однотактной работе (многочисленные обращения к памяти не предусматриваются) и аппаратном управлении (выполнение команд опирается на быстро действующие схемы, а не на микрокод в отличие от обычных МП , в которых применяется медлительное управление через табличный микрокод, определяющий операции ЦП в каждой команде). Промышленный выпуск 32-битных RISC-процессоров пока освоили только фирмы INMOS (транспьютер) и ACORN (ARM - ACORN Mashine). Не исключено, что в архитектурах будущих компьютеров будет преобладать данный подход для обеспечения их более высокой производительности.

В 32-битных процессорах 80386, МС8020 и Z80000 используются кэш-память для команд и управление памятью, о которой необходимо сказать несколько слов. Очень быстрая кэш-память встроена в сам ЦП, либо помещается между основной памятью.Большая основная память всегда реализуется на микросхемах динамических ЗУПВ, которые хотя и дешевле,но менее быстродействующие по сравнению со статическими ЗУПВ. Если наиболее часто адресуемые команды и данные хранить в быстродействующей кэш-памяти на микросхемах статических ЗУПВ, то можно ускорить выполнение программы.

В большинстве программ наблюдается тенденция обращений к одним и тем же адресам памяти. В кэш-памяти хранится содержимое этих адресов вместе с самими адресами. Когда при выполнении программы потребуется содержимое одного из этих адресов, например считывается команда программы, кэш-память производит очень быстрое сравнение , определяя, не соответствует ли тэг (признак) запрошенного ЦП адреса одному из хранимых в кэш-памяти элементов. В случае успеха (попадания) команду можно считать из кэш-памяти, не обращаясь к медленной основной памяти. Чтобы оправдать применение Кэш-памяти, коэффициент попаданий должен быть достаточно высоким (обычно более 80% ). Типичный размер кэш-памяти составляет 4 Кбайта. Очевидно, чем больше кэш-память, тем выше коэффициент попаданий.

Управление памятью, введенное в 32-битные процессоры, предназначается для максимального распределения областей памяти между различными программами (и их данными), а также для обеспечения защиты программ. Это устройство может быть встроено в ЦП или быть выполнено в виде отдельной микросхемы, Устройство управления памятью преобразует формируемый ЦП логический адрес памяти в физический адрес, который и подается в память. Следовательно, ОС передает управление от одной программы к другой,причем обе программы разделяют один и тот же диапозон логических адресов, но в физической памяти они расположены отдельно. Кроме того, УУП обеспечивает защиту программ или данных, например, допуская считывание и назначая уровни привилегий.

Все 32-разрядные МП могут работать с сопроцессорами, среди кото рых наиболее распространен арифметический процессор с плавающей точкой. Все арифметические сопроцессоры удовлетворяют стандарту IEEE P754 с 80-битной расширенной точностью.

МП производятся по NMOП- или КМОП-технологиям и содержат от 200 до 300 тыс. транзисторов. Из-за увеличенного числа внешних соединений пришлось отказаться от корпуса типа DIP и перейти к корпусу с четырехсторонним расположением выводов.

ТЕНДЕНЦИЯ РАЗВИТИЯ МП.

Тенденции МП определяются главным образом отставанием технологий их проектирования от более высоких темпов роста технологии производства микросхем, а также превышением спроса на популярные МП над предложением на продажу.

Характерным примером является развитие центральных МП с архитектурой 80386-80486. МП 80386 разработан по 0,3-Мбитной технологии (DRAM - 1 М, около 2 млн. транзисторов). В МП 80486 фактически был скопирован МП 80386, а в оставшиеся 700 тыс. транзисторов были размещены сопроцессор 80387 и кэш-память емкостью 8Кбайт.

В настоящее время в производство внедряется 4-Мбитная технология, в 1993-94 гг. ожидается 16-Мбитная технология, в 2000 г. - 128-Мбитная и т.д. Одновременно с этим существенно снижается стоимость производства 1 бита и соответственно МП. Например, стоимость МП 80486 снизится более чем в 30 раз.

ТЕНДЕНЦИИ РОСТА ПРИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МП ФИРМЫ INTEL.

МП частота, МГц год выпуска число транзисторов MIPS

80386 25 1986 0,3 млн. 16

80386 33 1988 0,3 24

80486 25 1990 1,2 27

80486 33 1991 1,2 30

80486 50 1992 1,2 40

В ноябре 1990 г. президент фирмы INTEL отметил, что с увеличением темпов микроминиатюризация чипов МП возрастет и производительность МП. Так, МП 80486 с тактовой частотой 25 МГц имеет производительность 27 MIPS, а 80486 с тактовой частотой 50 МГц - 40 MIPS.

К 2000 г. фирма предполагает обеспечить разработку МП системы, включающей 4 мп с 5 млн. транзисторов у каждого и обладающий производительностью 2000 MIPS.

Кроме того, в состав системы включаются два процессора 80860, два векторных процессора, кэш-память емкостью два Мбайта и усовершенствованный интерфейс для распознавания образов и голосового ввода-вывода

инф. Система пока получила условное название MICRO-2000, будет размещаться на чипе площадью в 1 кв. дюйм и должна работать на частоте 25 МГц.

Развитие возможностей технологии порождает множество проблем , связанных с совершенствованием МП (время разработки, надежность, поиск оптимальных решений и т.д.).

МИКРОСХЕМЫ НА БАЗЕ 80286. Для создания компактных и дешевых АТ-совместимых ПЭВМ с малым потреблением энергии фирма AMD разработала микросхему, содержащюю МП AMD286 и все базовые компоненты, тербуемые для построения компьютера. Микросхема имеет 2 варианта исполнения: Am286 и Am286LX, отличающиеся низким потреблением энергии.

Микропроцессорный набор содержит кроме AM286 микросхемы памяти DRAM, контроллеры клавиатуры и системной шины.

Микросхема Am286ZX разработана для использования в настольных ПЭВМ, а Am286LX - в портативных. Построенные на основе МП типа 80С286 схемы могут работать с частотой 12,5 и 16 МГц, непосредственно управлять микросхемами DRAM, сопроцессором 80С286, BIOS, контроллером клавиатуры и двумя разъемами AT-bus. Последнее особенно важно для использования в портативных ПЭВМ типа LAPTOP и notebook, нетребующих большого числа разъемов системной шины.

Наиболее широко микросхемы применяются в портативных ПЭВМ типа notebook, где низкое потребление энергии и компактность являются критическими параметрами. Эти микросхемы - основа перспективных портативных IBM PC AT-совместимых ПЭВМ.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: мир докладов, ответы по биологии.

Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки