Регистры 32-разрядного микропроцессора

Архитектура 32-разрядных микропроцессоров

История 32- разрядных микропроцессоров началась с микропроцессора i80386.

Эти микропроцессоры вобрали в себя все свойства своих 16-разрядных предшественников для обеспечения программной совместимости с огромным объёмом ранее написанного программного обеспечения. Но в них было преодолено жёсткое ограничение на размерность сегмента памяти в 64 Кб.

В защищённом режиме 32-битных процессоров она отодвинулась до 4 Гб.

Все эти процессоры имеют поддержку виртуальной памяти объёмом до 64 Тб; встроенный блок управления памятью поддерживает механизмы сегментации и страничной трансляции адресов.

Процессоры обеспечивают четырёхуровневую систему защиты памяти и ввода-вывода; переключение задач.

Они имеют расширенную систему команд, включающую все команды микропроцессоров i8086, i80286. Микропроцессор может работать в двух режимах, между которыми обеспечивается быстрое переключение в обе стороны.

Попытка выполнения недопустимых команд, выхода за рамки отведённого пространства памяти и разрешённой области ввода-вывода контролируются системой защиты.

Процессоры могут оперировать с 8, 16 и 32-битными операндами, строками байт, слов и двойных слов, а также с битами, битовыми полями и строками бит.

В архитектуру микропроцессора введены средства отладки и тестирования.

Микропроцессор имеет регистры, подразделяющиеся на следующие категории:

- регистры общего назначения

- регистры селекторов сегментов

- регистр указатель команд, регистр флагов

- управляющие регистры

- системные адресные регистры

- регистры отладки

- регистры тестирования

Набор регистров общего назначения включает соответствующие регистры микропроцессора i8086. Все эти регистры имеют разрядность 32 бита и к прежнему обозначению их имен добавляется приставка E (extended — расширенный).

Как и в микропроцессоре i8086, возможно независимое обращение к младшему и старшему байтам регистров AX, BX, CX, DX.

Регистры селекторов сегментов — 16-разрядные. Селекторы, загружаемые в 16-битные регистры, имеют три поля:

RPL (биты 0, 1); TI (бит 2) и INDEX (биты 3-15)

RPL — запрошенный уровень привилегий;

TI — индикатор использования GDT — глобальной таблицы дескрипторов (при TI=0) и LDT — локальной таблицы дескрипторов (при TI=1);

INDEX — номер дескриптора в таблице.

Регистр указатель команд расширен до 32 бит.

Регистр флагов также расширен до 32 бит. Биты, определенные для микропроцессора i8086 и i80286, имеют прежнее назначение, но добавились новые биты

Управляющие регистры CR0, CR1, CR2, CR3 хранят признаки состояния процессора, общие для всех задач.

Системные адресные регистры GDTR – регистр глобальной таблицы дескрипторов, IDTR - регистр дескрипторной таблицы прерываний, TRM – регистр задач, LDTR – регистр локальной таблицы дескрипторов предназначены для ссылок на сегменты и таблицы в защищённом режиме.

Регистры отладки DR0-DR7 предназначены для задания и управления отладочными точками останова

Состав регистров тестирования варьируется в зависимости от типа процессора.

Процессоры 386 имеет только два регистра TR6 и TR7. Процессор Pentium имеет 12 тестовых регистров TR1 и TR12.

Их назначение привязывается к архитектуре.

Программирование микропроцессоров в защищённом режиме

Если не считать некоторых исключений, команды защищённого режима идентичны командам реального режима. В дополнение к работе в защищённом режиме, новые микропроцессоры имеют третий режим для запуска программ – виртуальный. Эта улучшенная техника программирования является областью многозадачного программного обеспечения, которая в данном курсе не рассматривается.

Список литературы

1. М. Гук Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия -СПб., «Питер», 2000.

2. Дж. Брукшир Информатика и вычислительная техника. –СПб., «Питер», 2004

3. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. –Мю, «Финансы и статистика», 1998.

4. М. Гук Процессоры INTEL от 8086 до PENTUM III. –СПб., «Питер», 2000.

5. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы: учебник для техникумов. –М.:Горячая линия – Телеком, 2000.

6. Том Сван Освоение Turbo Assembler: Пер. с англ. –К.; М.; СПб.: Диалектика, 1996.

7. Юров В., Хорошенко С. Assembler: учебный курс – СПб: Питер Ком,1999.

8. Майко Г.В. ASSEMBLER для IBM PC – М.: «Бизнес-Информ», 1999.

9. Панфилов Д. И., Иванов В.С., Чепурин И. Н. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях: Практикум на Electronics Workbench: в 2 т. – М.:ДОДЕКА, 1999.

10. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и её применение. – М., «Солон-Р», 2000.

Дата добавления: 2014-11-09