0_МПиИСТС_Все главы. Микропроцессоры и интерфейсные средства транспортных средств
 Скачать 10.01 Mb.
|
6.8. Специальные особенности микропроцессора Pentium ProМикропроцессор Pentium Pro, по существу, является таким же микропроцессором, как 80386, 80486 и Pentium, за исключением некоторых дополнительных особенностей и изменений в наборе управляющих регистров. В этом разделе рассматриваются различия в структуре одного из управляющих регистров CR4 и регистра флагов микропроцессора Pentium Pro и процессора 80386. Управляющий регистр CR4 На рис. 6.12 показан формат управляющего регистра CR4 микропроцессора Pentium Pro. Обратите внимание на то, что регистр CR4 имеет два новых управляющих бита: РАЕ (бит 5) и PGE (бит 7), которые добавлены в этот управляющий регистр и рассмотрены в этом разделе текста.
Для сравнения следует обратиться к рассмотренному ранее на рис. 6.5.Далее следует описание битов управляющего регистра CR4 микропроцессора Pentium Pro. □ VME Бит VME (virtual mode extension) регистра CR4 разрешает поддержку флага виртуального прерывания в защищенном режиме. Если бит VME = 0, то поддержка виртуального прерывания запрещается. □ PVI Бит PVI (protected mode virtual interrupt) регистра CR4 разрешает использование флага виртуального прерывания в защищенном режиме. □ TSD Бит TSD (time stamp disable) регистра CR4 управляет командой rdtsc. □ DE Бит DE (debugging extension) регистра CR4, если он установлен, то попытки обращения к регистрам DR4 и DR5 вызывают исключение недопустимого кода операции, если же бит сброшен, то разрешает использовать регистры DR4 и DR5 для установки контрольных точек останова при обращении к портам ввода-вывода. □ PSE Бит PSE (page size extension) регистра CR4, если он установлен, то разрешается использовать страницы памяти размером по 2 Мбайта (в микропроцессоре Pentium разрешается страница 4 Мбайта), если же он сброшен, то используются стандартные страницы по 4 Кбайта. □ РАЕ Бит расширения физического адреса РАЕ (page address extension), если он установлен, разрешается дополнительно использовать адресные линии А35—А32 при разрешении нового режима страничной адресации микропроцессора Pentium Pro, управляемого битом PSE. □ МСЕ Бит MCE (machine check enable) регистра CR4, если он установлен, то разрешается исключение машинного контроля (аппаратной проверки), возникающее, когда блок внутреннего контроля операций внутри чипа или на шине обнаруживает ошибку, если же бит МСЕ сброшен, то это исключение запрещается. □ PGE Бит PGE (page global enable), если он установлен, то разрешается использование глобальных страниц, доступных всем пользователям. Перед установкой этого бита необходимо сначала разрешить страничное преобразование, т. е. установить бит PG, находящийся в регистре CR0. 6.9. Микропроцессоры Pentium II, Pentium III и Pentium 4Микропроцессоры Pentium II, Pentium III и Pentium 4 с появлением микропроцессора Itanium от фирмы Intel могут, по существу, свидетельствовать об окончании эволюции 32-разрядной архитектуры. Микропроцессор Itanium имеет уже 64-разрядную архитектуру. Микропроцессоры Pentium II, Pentium III и Pentium 4 являются только лишь расширениями архитектуры Pentium Pro с некоторыми отличиями. Наиболее заметным отличием является то, что внутренняя кэш-память второго уровня процессора Pentium Pro вынесена из кристалла микропроцессора Pentium II. К другому значительному изменению относится то, что микропроцессор Pentium II не является интегральной микросхемой, размещенной в одном корпусе. Вместо этого, микропроцессор Pentium II выполнен на печатной плате, помещенной в специальный картридж, на которой установлен кристалл ядра процессора и несколько кристаллов кэш-памяти второго уровня. На этой же плате, кроме того, имеется печатный краевой разъем, на который выведена системная шина процессора. Производилось несколько различных вариантов микропроцессора Pentium II. Например, микропроцессор Celeron, представляющий собой упрощенную версию микропроцессора Pentium II, не имел кэш-память второго уровня. Напротив, микропроцессор Xeon являлся улучшенной версией микропроцессора Pentium II, в котором объем кэш-памяти был увеличен до 2 Мбайт. Первые микропроцессоры Pentium III, аналогично микропроцессору Pentium II, монтировались в картридже. Более поздние версии, такие как Coppermine, снова исполнялись в виде отдельной ИС, выпускавшейся в корпусе типа PGA (370 выводов). Микропроцессор Pentium III Coppermine, как и микропроцессор Pentium Pro, имеет внутреннюю кэш-память двух уровней. Микропроцессор Pentium 4 выполнен в виде отдельной БИС, помещенной в корпус типа PGA, имеющий 421 вывод. Кроме того, микропроцессор Pentium 4 использует транзисторы, имеющие меньшие физические размеры, что делает его более компактным и более скоростным, чем микропроцессор Pentium III. Корпорацией Intel на данный момент времени выпущены версии Pentium 4, которые работают на частотах свыше 2 ГГц с будущим возможным увеличением этого значения до 10 ГГц. Микропроцессор Pentium 4 Самой последней версией процессора с архитектурой микропроцессора Pentium Pro является микропроцессор Pentium 4 от корпорации Intel. Микропроцессор Pentium 4 был выпущен в ноябре 2000 г. и имел тактовую частоту 1,3 ГГц. В настоящее время имеются версии с частотой до 3,6 ГГц. Существует две разновидности микропроцессора: в корпусе PGA с 423 выводами и в корпусе FC-PGA с 478 выводами. Обе версии процессоров используют технологию производства в 0,18 мкм3. Микропроцессор Pentium 4, как и прежние версии микропроцессора Pentium, использует для синхронизации шины памяти частоту, равную 100 МГц. Однако, благодаря применению технологии Quard Pumped, передающей по 4 пакета данных за один такт, частота системной шины может достигать 400 МГц. На рис. 6.13 показана схема расположения выводов микропроцессора Pentium 4, выполненного в корпусе PGA с 423 выводами.
6.9.1. Сопряжение с памятьюДля сопряжения с памятью микропроцессора Pentium 4 обычно используется разработанный для этого процессора чипсет Intel 850. Чипсет Intel 850 обеспечивает двухканальную шину памяти для сопряжения ее с микропроцессором, причем каждый канал подключается к 32-разрядной части памяти. Совместное использование двух этих каналов составляет 64-разрядный канал сопряжения с микропроцессором. Память из-за двухканальной компоновки должна иметь пару модулей типа RDRAM, работающих на частоте 600 или 800 МГц. Такая организация памяти, по мнению Intel, должна повысить быстродействие памяти в три раза по сравнению с использованием памяти типа PC-100. 6.9.2. Набор регистровНабор регистров микропроцессора Pentium 4 является почти идентичным со всеми другими версиями микропроцессора Pentium, исключая регистры ММХ, которые разделены от регистров сопроцессора. Кроме того, добавлены восемь 128-разрядных регистров XMM для использования с командами поточной SIMD-обработки (SIMD — single instruction, multiple data) и расширенными 128-разрядными сдвоенными числами с плавающей точкой. Можно рассматривать регистры XMM как ММХ - регистры с удвоенной разрядностью, которые могут хранить пару 64-разрядных чисел с плавающей точкой удвоенной точности или четыре числа с плавающей точкой обычной точности. Регистры XMM — это ММХ - регистры удвоенной разрядности. Гиперконвейерная технология Микропроцессор Pentium 4 имеет более развитую конвейерную архитектуру, чем предыдущие версии микропроцессора Pentium. Он организует не только очередь из команд, но также и очередь из микрокоманд, предназначенных для выполнения, в специальной кэш-памяти ядра микропроцессора. Размер специальной кэш-памяти для микрокоманд составляет 12 Кбайт. Эта гиперконвейерная технология направлена исключительно на повышение производительности процессора. Команда CPUID Команда cpuid, как и в прежних версиях микропроцессора Pentium, возвращает стандартную информацию о производителе, если выполняется при нулевом значении регистра ЕАХ. Наиболее существенная часть информации о версии процессора возвращается в регистре ЕАХ, при условии, что перед выполнением команды cpuid в этом регистре содержится единица. Менее значимая часть идентификационной информации о поддерживаемых расширениях версии процессора возвращается в регистрах EDX и ЕСХ. Оставшаяся часть идентификационной информации возвращается после повторного выполнения команды cpuid при значении равном 3 в регистре ЕАХ до выполнения команды. Команда cpuid отображается в шестнадцатеричном виде как ХХХХ-ХХХХ-ХХХХ-ХХХХ-ХХХХ-ХХХХ. В примере 6.1 показан образец кода, который получает идентификационную информацию о серийном номере микропроцессора и запоминает ее в трех двойных словах в памяти. Это программа работает как в реальном, так и в защищенном режиме работы. Пример 6.1. Программа получения информации о версии микропроцессора .MODEL SMALL .686 0000 .DATA 0000 00000000 MOST DD ? 0004 00000000 MID DD ? 0008 00000000 LEAST DD ? 0000 .CODE .STARTUP ; чтение информации о микропроцессоре 0010 66| В8 00000001 MOV ЕАХ,1 0016 0F A2 CPUID 0018 66| A3 0000 R MOV MOST,EAX 001С 66| В8 00000003 MOV ЕАХ,3 0022 0F A2 CPUID 0024 66| 89 16 0004 R MOV MID,EDX 0029 66| 89 0Е 0008 R MOV LEAST,ECX .EXIT END |
