微处理器80X86-2.ppt

4、指令译码部件 功能：是从指令预取队列取机器码，并将其转换成对其它处理部件的控制信号等。 5、控制部件 组成：保护测试部件、控制ROM。 控制部件根据指令译码部件送来的信息产生微指令，并通过微指令整数部件、浮点部件、指令译码部件和段部件等进行控制，使它们完成已译码指令的执行。 6、整数部件 组成：处理器的4个32位通用寄存器、2个32位变址寄存器、2个32位指针寄存器、64位桶形移位器、算术和逻辑运算部件和标志寄存器等。 它能在一个时钟周期内完成整数的传输，加、减运算，逻辑运算等操作。 ? 7、分段部件 功能：将逻辑地址转换成线性地址，且采用段高速缓存器来提　　　 高转换速度。 8、分页部件 功能：完成虚拟存储器管理，把线性地址进行分页变为32位的物理地址。 9、浮点部件 浮点部件与外部数学协处理器的功能完全一样。 2.6　Pentium系列微处理器 2.6.1 Pentium微处理器 Pentium微处理器的内部结构 (1)超标量流水线（“U”流水线和“V”流水线） 超标量流水线---指在芯片内设置多个相互独立的执行单元使处理器在一个指令周期能够执行多条指令。这两条流水线有独立的ALU、地址生成电路及数据高速缓存接口；整数指令两条流水线都可以执行，浮点指令只有“U”流水线可以执行，而“V”流水线仅能执行其中一条浮点指令FXCH。 Pentium处理器的流水线分为五个步骤：指令预取、指令译码、地址生成、指令执行和指令回写。一条指令完成指令预取之后，流水线就可以对另一条指令进行操作，由于采用了超标量流水线技术，Pentium微处理器可以在一个指令周期中同时在两条流水线中执行两条互不依赖的指令，大大提高了性能。 （2）内部高速缓存 Pentium微处理器将指令高速缓存和数据高速缓存分开设置，各有8KB的存储量。数据高速缓存采用双端接口，使“U”“V”两条流水线可以对数据高速缓存独立存取，也可以同时存取高速缓存中的数据。 （3）总线部件 Pentium微处理器采用了64位外部数据总线，地址总线还是32位，可寻址4GB物理地址空间。 2.Pentium微处理器的寄存器 Pentium微处理器和80486的寄存器实质上是一样的，仅仅在标志寄存器和控制寄存器的某些功能方面发生了变化。 (1) 标志寄存器 新增三个标志位：ID、VIF、VIP。 ID标志位：用于CPUID指令预测，如果程序可以设置和清除ID位，则表明该微处理器支持CPUID指令。 VIF虚拟中断标志：当禁止虚拟8086方式扩充或禁止变化方式虚拟中断时，VIF强制为0。当允许虚拟方式扩充或允许保护方式虚拟中断时，虚拟中断标志是所有中断标志的虚拟映像。 VIP虚拟中断挂起标志：当禁止虚拟8086方式扩充或禁止变化方式虚拟中断时，VIP强制为0。当允许虚拟方式扩充或允许保护方式虚拟中断时，虚拟中断挂起标志指示中断是否挂起。 （2）控制寄存器组 在80486控制寄存器组基础上增加了一个新的控制寄存器CR4。 （3）模型专用寄存器 新增了一个模型专用寄存器，用于跟踪和检查性能，测试和检查机器错误。 3. Pentium微处理器的操作模式 3种操作模式：实模式、保护模式和系统管理模式（SMM）。 4. Pentium MMX微处理器 它是在对Pentium微处理器改进后使其主频速度提高并增加MMX功能后推出的微处理器，又称“多能奔腾”。 2.6.2 p6结构微处理器 1996年发布了Pentium Pro微处理器。从此Intel的微处理器开始采用P6内部结构，即采用多分支预测技术、数据流分析技术和推测执行技术，从而能动态地执行指令。 Pentium Pro微处理器 具有3条超标量流水线、3个并行译码器、5个执行单元、2个一级8KB高速缓存和1个二级高速缓存。 2. Pentium II微处理器（1997年5月推出） 与Pro相比，它的内部结构有两点变化：1）增加了MMX技术；2）二级缓存和微处理器不放在同一封装中。 3. Pentium III微处理器 采用了流式单指令多数据扩展技术（SSE），扩展了原有MMX的单指令多数据技术(SIMD）执行模型，提高了微处理器的数据处理能力。 2.6.3 Pentium IV微处理器 2000年6月推出，采用了新的内部结构Net BurstTM微结构，这种结构允许处理器能在比以前IA-32处理器更高的时钟频率和性能上进行操作： 1.快速的执行引擎 2.超指令（Hyper）流水线技术 3.创新的Cache系统 新