Регистровые структуры центрального процессора

Характеристики процессора

Говоря о внутренней архитектуре процессора, не следует забывать и о его характеристиках, главная из которых – производительность, то есть число итераций, выполняемых за одну секунду. Производительность, в свою очередь, характеризуется радом параметров:

¨ степенью интеграции;

¨ внутренней и внешней разрядностью обработки данных;

¨ тактовой частотой;

¨ памятью, к которой может адресоваться процессор;

¨ объемом и устройством кэш-памяти.

Степень интеграции процессора – число транзисторов, которые могут уместиться на микросхеме.

Например,	для		-	0,029	млн.
	для	i486DX	-	1,2	млн.
	для	Pentium MMX	-	4,5	млн.
	для	Pentium III MMX2	-	9,5	млн.

Внутренняя разрядность данных – количество бит, которое процессор может обрабатывать одновременно. Особенно важна эта характеристика для арифметических команд, выполняемых внутри ЦП.

Внешняя разрядность данных – разрядность системной шины. Тактовая частота современных процессоров превышает 300 МГц, тактовая частота системной шины составляет лишь 66 МГц. В самых последних моделях материнских плат – порядка 100 и 133 МГц, поэтому разрядность системной шины важна для эффективной работы ЦП.

Тактовая частота – количество циклов (или машинных тактов) в секунду, вырабатываемых генератором тактовых сигналов. Современные персональные компьютеры имеют несколько тактовых генераторов, работающих синхронно на различных частотах. Говоря о тактовой частоте системы, имеют в виду тактовую частоту системной шины.

Табл. 5.1.

Характеристики различных процессоров

Тип процессора	Тактовая частота, МГц	Внешняя разрядность данных, бит	Внутренняя разрядность данных, бит
	5, 8, 10
80486 DX	25, 33, 50
80486 DX4	75, 100
Pentium MMX	166, 200, 233, 266
Pentium II/III	400 - 500, 533 и более

Ширина ША, или количество ячеек памяти, к которым может адресоваться процессор.

Ширина ШД, или количество бит данных, которые могут быть одновременно переданы по ШД.

Набор регистров и их структуры рассмотрим на примере процессоров Intel с CISC-архитектурой. Можно выделить следующие группы регистров:

1. Основные функциональные регистры ( используются при выполнении прикладных программ ):

- регистры общего назначения (РОН);

- указатель команд;

- регистр флагов;

- регистры сегментов.

2. Регистры процессора (FPU) обработки чисел с плавающей точкой ( используются при выполнении прикладных программ):

- регистры данных;

- регистр тегов;

- регистр состояния;

- регистр указателей команд и данных FPU;

- регистр управления FPU.

3. Системные регистры ( используются при выполнении системных программ):

- регистры управления микропроцессора;

- регистры системных адресов.

4. Регистры отладки и тестирования ( используются при отладке и тестировании).

Все 16-разрядные регистры микропроцессоров 8086, 80186, 80286 входят в состав набора 32-разрядных регистров.

Дата добавления: 2014-01-06