Интерфейсная часть МП

Интерфейсная часть МП предназначена для связи и согласования МП с системной шиной ПК, а также для приема, предварительного анализа команд выполняемой программы и формирования полных адресов операндов и команд. Интерфейсная часть включает в свой состав:

· адресные регистры МПП;

· узел формирования адреса;

· блок регистров команд, являющийся буфером команд в МП;

· внутреннюю интерфейсную шину МП;

· схемы управления шиной и портами ввода-вывода.

Некоторые из названных устройств, такие как узел формирования адреса и регистр команды, непосредственно выполняемой МП, функционально входят в состав устройства управления.

Порты ввода-вывода — это пункты системного интерфейса ПК, через которые МП обменивается информацией с другими устройствами. Всего портов у МП может быть 65 536 (равно количеству разных адресов, которые можно представить числом формата «слово»). Каждый порт имеет адрес — номер порта; по существу это адрес ячейки памяти, являющейся частью устройства ввода-вывода, использующего этот порт, а не частью основной памяти компьютера.

Порту устройства соответствуют аппаратура сопряжения и два регистра памяти — для обмена данными и управляющей информацией. Некоторые внешние устройства используют и основную память для хранения больших объемов информации, подлежащей обмену. Многие стандартные устройства (НЖМД, НГМД, клавиатура, принтер, сопроцессор и т. д.) имеют постоянно закрепленные за ними порты ввода-вывода.

Схема управления шиной и портами выполняет следующие функции:

· формирование адреса порта и управляющей информации для него (переключение порта на прием или передачу и т. д.);

· прием управляющей информации от порта, информации о готовности порта и его состоянии;

· организация сквозного канала в системном интерфейсе для передачи данных между портом устройства ввода-вывода и МП.

Схема управления шиной и портами использует для связи с портами кодовые шины инструкций, адреса и данные системной шины: при доступе к порту МП посылает сигнал по кодовой шине инструкций (КШИ), который оповещает все устройства ввода-вывода, что адрес на кодовую шину адреса (КША) является адресом порта, а затем посылает и сам адрес порта. Устройство с совпадающим адресом порта дает ответ о готовности. После чего по кодовой шине данных (КШД) осуществляется обмен данными.

Упрощенная структурная схема микропроцессора показана на рис. 8.4.

Рис. 8.4.Упрощенная структурная схема микропроцессора

Вопросы для самопроверки

1. Дайте краткую характеристику микропроцессора, его структуры, назначения.

2. Назовите и поясните основные характеристики МП.

3. Что такое тактовая частота МП, и каково ее влияние на быстродействие ПК?

4. Что такое частота шины, поддерживаемая МП и каково ее влияние на быстродействие ПК?

5. Назовите и поясните основные функции, выполняемые микропроцессором.

6. Назовите характерные особенности микропроцессоров CISC, RISC и VLIW.

7. Назовите основные модели CISC МП и дайте им сравнительную характеристику.

8. Дайте общую характеристику микропроцессоров семейства Pentium.

9. Назовите и поясните особенности МП семейства Core.

10. Поясните понятие «конвейер МП».

11. Почему в современных CISC-МП ядро имеет структуру RISC?

12. Назовите особенности технологии HT.

13. Поясните причину отказа от дальнейшей тенденции увеличения тактовой частоты МП.

14. Назовите и поясните технологии построения МП, увеличивающие их производительность.

15. Дайте сравнительную оценку эффективности технологии HP и многоядерности МП для повышения быстродействия МП.

16. Назовите и поясните многоядерные МП.

17. Перечислите и поясните основные технологии, входящие в Intel Net Burst.

18. Поясните технологию VT.

19. Назовите и поясните архитектурные и функциональные особенности линейки МП Core.

20. Перечислите основные модели МП линейки Core, дайте их краткую характеристику и поясните их маркировку.

21. Назовите и поясните архитектурные и функциональные особенности линейки МП Penryn и i5/i7.

22. Что такое реальный и защищенный режимы работы МП?

23. Поясните структуру, назначение и основные функции устройства управления и его основных узлов.

24. Как формирует УФА полный адрес ячейки основной памяти?

25. Поясните структуру, назначение и основные функции арифметико-логического устройства.

26. Назовите регистры микропроцессорной памяти и дайте их краткую характеристику.

27. Как используются статусные и управляющие флаги МП?