Блок управления и контроля оп

Упрайление

npeoi

адресов

К9Ш-П( дескриг стрс	1мять торов гниц
Ьтраь * бл	шчный ок

Кэш-память

дескрипторов

сегментов

Сегментный

влак

И £

з*—N Шина адреса

Шинный

интерфейс

Блок

предвыворки

командного

кода

V ft Шина данных

Линии > управления J шинами

—О Hold

„ Hold Acknowledge

—О РЕНСС

32-разрядного микропроцессора Intel 80386

обработка данных различных типов: целые числа, числа _с плавающей точкой, десятичные числа, байты, строки символов, цепочки бит до 4 Гбит;

использование в командах 32-, 16-, 8-разрядных операндов; наличие встроенных средств самотестирования, запускаемых сигналом сброса и проверяющих примерно 75 % всех транзисто­ров, расположенных на кристалле.

Упрощенная структура МП 80386 приведена на рис. 10.13. Блок данных содержит восемь 32-разрядных общих регистров. В целях создания условий для выполнения операций q 16- И 8-разрядными словами (в том числе для совместимости с МП 8086 и 80286) в каждом общем регистре адресуемо младшее полуслово, а в четырех 16-разрядных регистрах адресуемы в от­дельности старший и младшие байты.

Для повышения быстродействия МП в блок данных введены 64-разрядный сдвиговый регистр («сдвигатель») и аппаратур­ные средства ускоренного выполнения операций умножения я деления.

Вектор состояния процессора образуют содержимые 32-раз­рядных счетчика команд (смещение адреса команды относитель­но базового Адреса) и регистра признаков (флажков). В регист­ре признаков формируются три группы признаков: признаки результата (знака результата, нуля, переноса, переполнения «др.); признаки управления (направление и др.); системные Признаки (разрешение прерывания, режим виртуальной памяти, порог прерывания и др.). Отметим, что около половины разрядов регистра флажков не используется.

Микропроцессор через шинный интерфейс имеет доступ к внешним 32-разрядной шине адреса, 32-разрядной двунаправ­ленной шине данных, линиям управления шинами, линиями: захват (Hold), подтверждение захвата (Hol’d Acknowledge) и запроса сопроцессора (Processor Extension Request Coproces­sor Control —PERCC).

Устройство управления (УУ), содержащее управляющую память (УП) микропрограмм, с учетом внешних сигналов (за- l⁰¹* — Busy, ошибка — Error, прерывание — INTR, NMI, <сброс — Reset, двойная тактовая частота — Double Frequence Mock — DFC) вырабатывает управляющие сигналы, иницииру­ющие соответствующие микрооперации.

в МП выполняется конвейерная обработка команд на вось- ^Ын позициях, образованных восемью его основными блоками, ^пРедставленными на рис. 10.13.

Используемая пользователем виртуальная память может 4 р^Ь Р^азА^елена на несколько сегментов, каждый размером до ^айт. Сегменты состоят из страниц, содержащих 4 Кбайта.

CS

JfS

ES

FS

OS

SS

Сегментный

регистр

Смещение

Таблица

дескрипторов

Линейный в) адрес

Сегментные

регистры

Кэш-память

дескрипторов

сегментов

a)

Рис. 10.14. Организация сегментирования

При сегментно-страничной организации виртуальной памяти используются расположенные на кристалле МП сегментные ре­гистры и быстродействующие (скрытые от пользователя) кэш­памяти, хранящие дескрипторы (описатели) сегментов и стра­ниц. Так, дескриптор сегмента определяет базовый адрес сегмен­та, адресные границы, условия защиты и другие данные (рис. 10.14, а).

Имеются следующие регистры: CS — сегмента командных кодов; DS — сегмента данных; SS — сегмента стека; ES, FS и GS — дополнительных сегментов данных.

Сегментные регистры хранят «селекторы», адресующие со­ответствующие дескрипторы в кэш-памяти таблицы дескрипто­ров сегментов. Сами сегментные регистры в командах явно не адресуются (подразумеваемая адресация).

Формирование «линейного адреса» в сегментированной па­мяти поясняется на рис. 10.14,6. Адресный указатель, образо­ванный смещением в команде и содержащимся в сегментном регистре селектором, определяющим соответствующий дескрип­тор сегмента, преобразуется в 32-разрядный линейный адрес. На этом заканчивается первый этап преобразования адреса.

Общий случай преобразования линейного адреса в фактиче­ский (адрес в физической памяти) показан на рис. 10.15, а.

Из справочника, начальный адрес которого хранит регистр управления страницами, выбирается адрес начала страничной таблицы. Затем из страничной таблицы выбирается начальный адрес страницы, который суммируется со смещением, образуя физический адрес. Может оказаться, что нужной страницы нет в ОП («страничный сбой»). Тогда по прерыванию нужная стра­ница передается из внешней памяти в ОП.

Сокращение времени, расходуемого на преобразование адр^е' сов, достигается при помощи блока ускоренного преобразова­ния, хранящего сведения о физических адресах для нескольких

Адрес в справочнике	Адрес в таблице	Смещение	1 1

К~ЛинеЪньШ ¹ адрес

ПО

70

72

Физическая

память

МП