bìa giảng kỹ thuật vi xử lý

1
Trường Đại học Khoa học Huế
Khoa Công nghệ thông tin

Bài giảng: Kỹ thuật Vi xử lý
Biên sọan: Võ Thanh Tú
2
Mục đích
•
Giúp sinh viên nắm cơ bản về kiến trúc bên trong của các bộ vi xử
lý
•
Hiểu được nguyên lý, các kỹ thuật để nâng cao tốc độ của vi xử lý
•
Các công nghệ tiên tiến về kỹ thuật vi xử lý từ đơn giản đến phức
tạp
3
Nội dung chính
•
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
•
Chương 2: TỔ CHỨC BÊN TRONG MÁY VI TÍNH
•
Chương 3: BỘ VI XỬ LÝ PENTIUM
•
Chương 4: VẤN ĐỀ PHÂN CẤP BỘ NHỚ VÀ BỘ NHỚ
CACHE
•
Chương 5: CÁC CÔNG NGHỆ VI XỬ LÝ TIÊN TIẾN
4
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT VI XỬ LÝ

•
I. Giới thiệu vài nét về qui trình công nghệ sản xuất :Sơ lược qua từ
vật liệu Silic, các lớp bên trong ->Sơ đồ mạch bên trong vi xử lý .
•
II. Hoạt động cơ bản của Vi xử lý
•
III. Quá trình phát triển vi xử lý
Intel 8086 - 8088 (1978)
5
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
•
IV. Mô hình cấu trúc máy tính
- Mô hình cấu trúc Von Neuman
- Mô hình cấu trúc Harvard

•
V.Giới thiệu về hệ thống xử lý song song
SISD SIMD MISD MIMD
Các kiểu của bộ xử lý song song
6
VI. Siêu máy tính
1. Hệ thống Hitachi SR2201
7
2. Hệ thống Hitachi SR8000
8
Chương 2: TỔ CHỨC BÊN TRONG MÁY VI TÍNH
9
II. Bộ xử lý trung tâm (CPU:Central Processing Unit)
Bộ điều khiển Bộ số học-logic Các thanh ghi
•

Họat động chung của Bộ vi xử lý:
•
- Giai đọan nạp chương trình- Giải mã chương trình,
•
- Thực thi chương trình - Hòan tất chương trình.
•
III.Bộ nhớ - IV. Các mạch ghép nối và điều khiển vào ra
•
Mạch đkhiển ngắt PIC 8259 Mạch đkhiển DMAC 8237 - USART
10
V. Hệ thống vận chuyển thông tin Bus
11
12
Bus đồng bộ (Synchronous bus)
13
Các bus mở rộng :
Bus ISA(Industry Standard Architecture),
MCA (Micro Channel Architecture) VESA Local bus (Video Electronics
Standard Association local bus) Bus PCI(Peripheral Component Interface)
AGP (Accelerated Graphics Port).
14
VI. Sự phát triển của Chipsets và Mainboard:
•
Bộ chipset mới giới thiệu hai cải tiến quan trọng về cấu trúc là :
•
Công nghệ Tăng tốc hiệu suất (PAT - Performance Accelaration
Technology) của Intel và Cấu trúc truyền thông liên tục (CSA -
Communications Streaming Architecture).
•
Điều chỉnh linh hoạt điện thế CPU

•
Mainboard
15
Chương 3: BỘ VI XỬ LÝ PENTIUM
I. Cấu trúc bộ xử lý CISC so với RISC
II. Kiến trúc Pentium
16
Bảng so sánh tổng quan của họ vi xử lý Pentium I
Ví dụ: Vi xử lý Pentium với công nghệ MMX/166/200/233
17
Bộ vi xử lý Xeon Pentium II
18
Họ vi xử lý Pentium III
Pentium III đuợc tăng cường thêm 70 lệnh mới ( Internet Streaming
SIMD Extension ) giúp tối ưu hóa hiệu năng xử lý hình ảnh, 3D, âm
thanh trực tuyến, video và nhận dạng giọng nói.
19
Họ vi xử lý Pentium IV
20
Bộ nhớ cache và đơn vị tiền đọc lệnh
Giải mã -Lập lịch- Đơn vị thực hiện
21
Chương 4: VẤN ĐỀ PHÂN CẤP BỘ NHỚ VÀ BỘ NHỚ
CACHE
•
I.Tổ chức phân cấp của bộ nhớ
B é v i x ö l ý
TÖp c¸c thanh ghi
R0
R1

R(n-2)
R(n-1)
Cache s¬ cÊp
Cache thø cÊp
Bé nhí chÝnh
Bé nhí thø cÊp
22
II. Tập các thanh ghi:
23
Cách dùng thanh ghi đoạn trong mô hình bộ nhớ phân đoạn
24
III. Chức năng và sự phát triển của Cache :
25
Ví dụ: Tốc độ CPU còn phụ thuộc vào bộ nhớ đệm của nó, như Intel
Core 2 Duo sử dụng chung cache L2 (shared cache) giúp cho tốc độ
xử lý của hệ thống 2 nhân mới này nhanh hơn so với hệ thống 2 nhân
thế hệ 1 ( Intel Core Duo và Intel Pentium D) với mỗi core từng cache
L2 riêng biệt.