处理器系列之X86微处理器体系结构
1971 年,英特尔为一家日本计算器厂商制造了英特尔历史上的第一块处理器4位的4004。很快,在1975年,英特尔又推出了8位处理器8008和8080。
3年以后,16位的8086初次登场。在上世纪80年代初,IBM选择了8086的衍生产品8088作为IBM PC的处理器。IBM的这一举措给x86带来了巨大的发展机遇,并且帮助它成为了行业标准直到今天。
英特尔执行副总裁Patrick Gelsinger说:“PC行业发展的革命性转折点是1985年32位处理器80386的推出,它推动了整个行业的发展。”
386 之后,19**486诞生了。由于当时数字不能作为商标,英特尔从1993年开始改变了产品命名方法。第五代处理器被命名为Pentium而不是586。
所有的基于x86架构的芯片,开始于8086,一直延续到今天。当然他们的命名发生了变化,运算速度也有了惊人的提升。
x86为什么能一直成功,击退甚至完全打败其他的处理器架构?从一开始,x86的诞生就可谓生逢其时。1978年,计算机从巨大、昂贵的中型计算机转变为小型、便宜的微型计算机已经有几年了。台式电脑成为变革的前沿。
更重要的是,x86证明了戈登摩尔在1965年提出的一个定律。戈登摩尔后来成为英特尔的主席和CEO。摩尔说,在成本不变的前提下,微处理器每过二年其运算速度会翻一番。他的预言后来被称为摩尔定律,30年来始终被证明是有效的。
8086及其后续产品还一直与电脑业的两个大名鼎鼎的名字紧紧联系在一起。1972年,比尔 盖茨和保罗艾伦就尝试用性能很弱的8008开发Basic编程语言,但没有成功。但他们最终在性能强劲一些的8080处理器上开发出了Basic语言,并在1975年把 Basic语言应用到Altair8800 PC。
这成为英特尔和微软亲密关系的开始。微软从那时起,便创造了一个庞大的软件帝国并推动了整个行业的发展。英特尔首席技术官Justin Rattner指出,x86体系架构的灵活性是它过去以及今后成功的关键。他说,虽然人们通常将x86指令集看作是某种一成不变的规范,但是不管是指令集还是体系架构本身,都在过去几年里发生了巨大的变革。Rattner说,x86在上世纪九十年代曾凭借其内置MMX和SSE指令集扩展,一举提高了多媒体和通信应用所需的速度,从而击退了其他专业媒体处理器对它发起的挑战。他还举例说明了x86体系架构在过去几年中新增的一些改进功能。比如在内存管理和虚拟化方面的硬件支持等。
Rattner指出,同样重要的是,英特尔在x86体系架构发展的每一个阶段都保持了向后兼容的特性。指令集的发展和产品系列内部的兼容性大大扩展了x86体系架构的应用场景范围,将个人用户与企业用户、便携式电脑和超级计算机都包括了进来。
加州大学伯克利分校的计算机科学教授David Patterson说:“认识到x86体系架构并非一种凝固的设计这一点很重要。30多年来,它们每月都会增加一个说明。现在x86指令集的说明已达到500多个。每一代都会增加20到100多个。前后兼容很重要,它也一直在增加新的内容。”
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标准应用任务时的功耗大小。有了这样一个同性能测试紧密联系的功耗标准测度,设计工程师就能比较多个供应商提供的
架构,他是由Intel公司在1978年推出的复杂指令集(CISC),应用在
。2.1.1 CISC和RISC指令的强弱是CPU的重要指标,指令集是提高
的设备,使用由Fetch、Decode、Execute、Memory和Write阶段组成的五级流水线实现。它可当作一个独立的核心提供,可以嵌入到更复杂的设备中。独立内核有一个
)•ARM922T(核心加8K和8K缓存以及MMU)。ARM9TDMI
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的复位电平有效时,产生复位异常,程式跳转到复位异常处执行(异常向量:0
。 这导致了分层划分为三个级别的规范,这些规范共同描述了整个SoC的行为和程序员模型
本帖最后由 i2c 于 2014-10-13 16:10 编辑 ARM
的一部分。20世纪70年代,先进的半导体加工工艺技术使得在单个芯片上集成的晶体管慢慢的变多,而在当时,
性能的逐步的提升主要是依赖于在单个芯片上集成尽可能多的集成晶体管,半导体加工
系统级的非屏蔽中断(NMI) 错误,例如,褐化检测。特定于实现的功能,如错误此处不包括存储
。将两种技术合并起来具有很多优点,包括更高的集成度、更低的功耗、更小的电路板面积,以及
GPP(General Purpose Processor),但由于通用
指令的局限性,使密码专用芯片达不到其最佳性能,严重影晌了保密通信的速度;采取了专用硬件电路直接控制密码专用芯片,虽然
,可能有些特殊的地方。内核源码很复杂,包含多级目录,形成一个庞大的树状
各种主要特征外,在系统安全方面具有 如下特点。带有灵活的保护单元,确保操作系统和应用数据的安全。采用软内核技术,防止外部对其进行扫描探测。可
的指令系统、ARM 汇编语言程序设计及开发环境的搭建等内容。图书目录:第1
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包括 几种内存管理单元的变种,包括简单的内存保护到复杂的页面层次。ARM
呢?这就要介绍一下ARM公司的产品线,ARM属于英国一家公司,专门设计内核,目前的内核有M0,M3,M4,M7..
:程序和数据共用一个存储空间,程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储
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是将一个计算机集成到一个芯片中,实现嵌入式应用,故称单片机(single chip
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,要考虑的因素很多,不单单是纯粹的硬件接口,还需要仔细考虑相关的操作系统、配套的开发工具、仿真
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17As discussed earlier, the 8086 microprocessor consists of two main blocks: the Bus
的不同地址;顺序执行指令;执行过程:取指令(or数据)→分析指令→执行指令哈佛
的MIPS、IBM和Motorola的Power PC 、Intel的
和i960芯片、AMD的Am386EM、Hitachi的SH RISC芯片;掌上电脑的
架构和ARM架构最大的不同点就是使用的指令集不同,前者使用的CISC指令集,后者使用的是RISC
间信息交换和仲裁逻辑的实现机制及具体设计步骤,并给出了具体实现的硬件逻辑电路及交换的时序图。实际运行表明:
摘要:随着手机、游戏机、图形加速卡、数码相机等应用日益广泛和用户的要求逐步的提升,以及VLSI制造工艺、水平的进步促使媒体
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