Phân tích bộ VXL công nghệ MMX của Intel

Tìm hiểu bộ vi xử lý
MMX của Intel
(Pentium MMX)
Nhóm thực hiện: nhóm 2 – ktpm2
Thành viên trong nhóm:
Phạm Đình Chiến
Nguyễn Sĩ Chiến
Trần Văn Bôn
Hoàng Văn Bảo
Phạm Văn Bách
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Tuấn Tú
1
Mục lục
Phần 1: Giới thiệu chung về các bộ vi xử lý của Intel
A. Sơ lược lịch sử phát triển chíp Intel (từ 1971-2003) 4
B. Dòng vi xử lý Pentium…………………………………….7
Phần 2: Hướng dẫn điện áp cho bộ xử lý
Pentium ® MMX ™ Công nghệ
1.0. GIỚI THIỆU ………………………………………… 15
2.0. THÔNG SỐ KỸ THUẬT ………………………………………………………………. 16
2.1. Core và I / O Đặc điểm kỹ thuật …………………………………………………………. 17
2.2 Các phạm vi cung cấp điện áp …………………………………………………………… 17
2.3. ứng dụng hành vi điển hình …………………………… ………………………………… 18
2.4. Đặc điểm kỹ thuật vi phạm áp ……………………………………………………………. 18
3.0.CUNG CẤP ĐIỆN…………………………………… 19
3.1 Chọn một đơn vị điện cung cấp chính xác ………………………………………………… 19
3.2. Lựa chọn một điều chỉnh điện áp chính xác…………… ………………………………… 20
3.3. Tách …………………………………………………………………………………………21
3.4 Số lượng lớn tách riêng. ……………………………………… 22
3.5. Tần số tách ………………………………………………………………….22
3.6. Cách ly khuyến nghị …………………………………………………………. 22

3.7. Vị trí của tụ Cách ly ……………………………………23
3.8. ESR và ESL : Tại sao ít là tốt hơn? ……………………………………23

4.0. DÙNG PHÉP ĐO ĐIỆN ÁP ……………………………………………………… 24
4.1. Tạo
Worst-Case Transient Excursion
……… 24
4.2. Đo lường Kỹ thuật ………………………………………………………24
4.3. STPCLK # Chuyển qua chuyển lại 25
4.4. Step-by-Step Đo lường Thủ tục 26
4.4.1. THỦ TỤC A. ……………………………… 27
4.4.2. THỦ TỤC B. 27
4.4.3. THỦ TỤC C ……………………………………… …………28
4.5. Đánh giá kết quả đo ………………………………………………,,,…………… 28
B1.0. Tuyến tính và chuyển đổi điều chỉnh các giải pháp 29
B2.0. Module điều chỉnh điện áp ………………………………………………….29
B3.0. Tách tụ ………………………… 29
2
PHẦN 3: THIẾT KẾ ĐIỆN ÁP NHÚNG
1,0 GIỚI THIỆU ………………………………………………………………………… 30
1.1 3V là gì? ………………………………………………… ……………………… 30
2.0 LÝ DO CHO 3V HOẠT ĐỘNG ………………………… ………………………… 30
2.1 Thiết bị Hình học ………………………………………………………………… 30
2.2 Hệ thống Lợi ích …………………………………………………………… …….31
3.0 LOW ÁP HỆ THỐNG THIẾT KẾ …………………………………………… …….32
3.1 Năng Cung cấp Thiết kế …………………………………. …………………… …32
3.1.1 Pin ……………………………………………………… ……………… ……32
3.1.2 Điện áp Quy chế ……………………………………………………….………33
3.1.3 Tính toán Hệ thống Công suất tiêu thụ ……………………………….……….34
3.1.3.1 Thiết bị Hiện tại ……………………………………… ……….………….34

3.1.3.2 Rời rạc Thành phần hiện tại ………………………… ………………….36
3.1.3.3 Rò rỉ Hiện tại …………………………………………. ………………….36
3.1.4 Tóm tắt: Tính toán Công suất tiêu thụ ………………… 36
3.2 Hỗn hợp Điện áp Hệ thống Thiết kế …………………… ……………………… 37
3.2.1 Giao diện 3V và 5V Thành phần …………………… ……………………… 37
3.2.1.1 3V để 5V Giao diện ……………………………… ………………… 37
3.2.1.2 5V để 3V Giao diện ……………………………… ……………… 37
3.2.1.3 Điện áp Dịch với Open Xả hết nước Kết quả đầu ra … ……………… 38
3.2.1.4 BidirectionaI Dịch …………………………………… ………………… 39
3.2.2 Nhược điểm của Hỗn hợp
điện áp Hệ thống ……………………………………………… ……………… 40
3.2.2.1 Nhiều Nguồn cung cấp trong
hỗn hợp Điện áp Hệ thống …………………………………………….40
3.2.2.2 Bổ sung Hiện tại Tiêu thụ trong
Hỗn hợp Điện áp Hệ thống ………………………………… ………………40
3.2.3 Tóm tắt: Hỗn hợp Điện áp hệ thống ………………………………………… 40
3.3 Độc thân Điện áp Hệ thống Thiết kế ……………………. …………………………42
3.3.1 Thiết bị Thiết kế cho thấp
Điện áp Hoạt động …………………………………………. ……………… 42
3.3.2 Thiết bị Derated cho thấp Điện áp Hoạt động ……………………………… 42
3.3.3 Tiếng ồn Thế hệ bởi thấp Điện áp Thiết bị …………… 43
3.3.4 Tiếng ồn Lợi nhuận trong Thấp Điện áp hệ thống …… ……………………. 43
4.0 HỆ THỐNG ĐIỆN QUẢN LÝ …………………………. ………………………….44
4.1 Thiết bị Năng Quản lý …………………………………… ……………………… 44
4.2 Phần mềm Năng Quản lý ………………………………………………………….44
4.2.1 Thực hiện Sự chậm trễ ………………………………… ………………….45
4.2.2 Mã số Tối ưu hóa ……………………………………… 45
3
Phần 1: Giới thiệu chung về các bộ vi xử lý của Intel
A. Sơ lược lịch sử phát triển chíp Intel (từ 1971-2003)

Mặc dù Intel tiên phong cho ra đời chip vi xử lý đầu tiên vào năm 1971 nhưng
họ vẫn quyết định chọn mốc thời gian 1978 để làm sinh nhật đầu tiên cho dòng Bộ vi
xử lý (BVXL) máy tính vì đó là thời điểm tên tuổi chip Intel 8088 được cả thế giới biết
đến.
- 1971 : Chip 4004 là bộ vi xử lý đầu tiên của Intel, được trang bị cho máy tính
Busicom và mở đường cho xu hướng tăng thêm sự thông minh cho mọi thiết bị, trong
đó có máy tính cá nhân.
- 1972 : Chip 8008 mạnh gấp đôi 4004. Thiết bị Mark-8 sử dụng chip 8008 từng
được một bài viết đăng năm 1974 trên báo Radio Electronics phong tặng là máy tính
gia đình đầu tiên. Nhưng hệ thống này rất khó xây dựng, bảo trì và vận hành.
- 1974 : 8080 trở thành bộ não của máy tính cá nhân đầu tiên mang tên Altair, đặt
theo tên địa danh hạ cánh của phi hành đoàn Starship trong loạt phim truyền hình Star
Trek nổi tiếng. Giá một bộ Altair lúc ấy là 395 USD nhưng hàng chục ngàn máy đã
được bán hết sạch chỉ trong vài tháng đầu.
- 1978 : BVXL 8086-8088 được bán chủ yếu cho IBM để tạo nên dòng PC IBM
nổi tiếng. Sự thành công của chip 8088 đưa Intel vào hàng Fortune 500 và được tạp chí
Fortune bình bầu là một trong những công ty thành công trong thập niên 70 (Business
Triumphs of the Seventies). Chính từ sự thành công này, Intel đã chọn làm mốc khởi
đầu cho kiến trúc Intel (Intel Architecture-IA).
-1982 : BVXL Intel286, tên đầy đủ là Intel 80286, là chip đầu tiên của Intel tương
thích ngược với tất cả phần mềm trước đó, giúp tiếp tục duy trì thế mạnh của dòng vi
xử lý Intel. Trong 6 năm, trên thế giới đã có khoảng 15 triệu PC 286 được bán ra.
- 1985 : BVXL Intel386 trang bị 275.000 transistor (gấp 100 lần so với 4004),
dùng giao tiếp 32-bit và có khả năng xử lý đồng thời nhiều tác vụ (multi tasking).
4
- 1989 : CPU (central processing unit - BVXL trung tâm) Intel486 DX cho phép
người dùng từ bỏ giao diện dòng lệnh tẻ nhạt và chuyển sang giao diện tương tác bằng
chuột máy tính. Lần đầu tiên có thêm bộ đồng xử lý toán học, nhận bớt phần xử lý các
phép toán phức tạp cho CPU nhằm tăng hiệu năng hệ thống.

- 1993 : BVXL Intel Pentium cho phép máy tính xử lý được nhiều dạng dữ liệu
thực tế như giọng nói, âm thanh, chữ viết và hình ảnh.
- 1995 : BXL Intel Pentium Pro được thiết kế cho máy chủ và trạm ứng dụng 32-
bit, giúp nâng cao tốc độ tính toán cho ngành khoa học, cơ khí và thiết kế trên máy
tính. Pentium Pro được trang bị bộ đệm thứ cấp tốc độ cao và tích hợp được tới 5,5
triệu transistor.
- 1997 : BVXL Pentium II tích hợp 7,5 triệu transistor và trang bị thêm công nghệ
MMX để xử lý dữ liệu video, âm thanh và hình ảnh hiệu quả hơn. Kiểu đóng gói được
chuyển sang dạng Single Edge Contact Cartridge và được tích hợp thêm chip nhớ dạng
cache tốc độ cao.
- 1998 : Intel Pentium Xeon được thiết kế nằm đáp ứng yêu cầu của dòng máy
chủ cao cấp và tầm trung chuyên cung cấp dịch vụ Internet, lưu trữ dữ liệu, tạo nội
dung kĩ thuật số, thiết kế tự động. Sử dụng Xeon, hệ thống có thể kết hợp 4 hoặc 8
BXL với nhau.
- 1999 : BVXL Intel Celeron được thiết kế riêng cho thị trường bình dân với tiêu
chí đạt hiệu năng cao nhất, trong mức giá hợp lý, được tối ưu hóa cho trò chơi và phần
mềm giáo dục.
Cũng trong năm, Intel Pentium III ra đời, có thêm 70 lệnh mới (Internet
Streaming SIMD Extension) giúp tối ưu hiệu ứng xử lý ảnh, 3D, âm thanh trực tuyến,
video và nhận dạng giọng nói. BVXL này được tích hợp 9,5 triệu transistor và sản xuất
dựa trên công nghệ 0,25 micro mét.
Intel Pentium III Xeon mở rộng thị trường sang máy chủ, máy trạm chạy ứng
dụng thương mại điện tử hoặc ứng dụng cấp doanh nghiệp lớn.
- 2000 : BVXL Pentium IV ra đời. Nó tích hợp 42 triệu transistor, sản xuất theo
công nghệ 0,18 micromet, đạt tần số 1,5Ghz.
5
- 2001 : BVXL Intel Xeon hướng đến thị trường máy trạm 2 BVXL, tầm trung và
hiệu năng cao, máy chủ đa BVXL. Dựa trên kiến trúc Intel NetBust, BVXL xử lý tốt
ứng dụng âm thanh và video, Internet và đồ họa 3D phức tạp. Tùy theo cấu hình ứng
dụng, máy trạm Xeon chạy nhanh hơn Pentium III Xeon từ 30% tới 90%.

Intel Itanium là BVXL đầu tiên thuộc họ 64-bit của Intel, được thiết kế kiến trúc
mới hoàn toàn dựa trên công nghệ Explicitly Parallel Instruction Computing (EPIC), và
trang bị thêm bộ đệm cấp 3 (không tích hợp trong nhân nhưng vẫn đạt tốc độ xung hoạt
động bằng nhân).
Itanium tập trung vào thị trường máy chủ, máy trạm cao cấp nên hỗ trợ chạy các
ứng dụng tính toán phức tạp cấp xí nghiệp như bảo mật giao dịch thương mại điện tử,
hệ thống cơ sở dữ liệu lớn, tính toán khoa học,
- 2002 : Intel Itanium 2 là phiên bản thứ hai của dòng BVXL 64-bit Itanium dành
cho xí nghiệp, thực sự phát huy được hết sức mạnh của kiến trúc Intel (Intel
Architecture - IA) cho môi trường ứng dụng tính toán kĩ thuật, dữ liệu quan trọng với
doanh nghiệp, bảo mật giao dịch,
- 2003 : Intel Pentium M kết hợp cùng chipset Intel 855 và card mạng Intel
Pro/Wireless 2100 tạo ra nền tảng cơ bản cho công nghệ di động Centrino nhằm nâng
cao tính di động và hiệu năng cho máy tính trong môi trường mạng LAN không dây.
Công nghệ Centrino còn giúp kéo dài thời gian thiết bị hoạt động với pin và giúp
mỏng, nhẹ hóa hơn nữa máy tính xách tay.
6/2003 : Intel giới thiệu BVXL Mobile Pentium IV với mục tiêu mang sức mạnh
công nghệ của dòng Pentium IV cho máy PC vào máy tính xách tay, giúp giảm giá
thành sản phẩm, tăng sức mạnh xử lý nhưng lại không hỗ trợ tính năng di động như
Pentium M
6
B. Dòng vi xử lý Pentium
TỔNG QUAN VỀ INTEL PENTIUM
1.I. VXL Intel Pentium ở các xung nhịp 60-66 MHz
Có những cải tiến chính so với họ i486
- Bus dữ liệu rộng hơn
- Phân cách cache dữ liệu và cache chỉ thị
- Tích hợp đơn vị xử lý dấu phẩy động
- Bổ xung một số lệnh mới
1. Đường bus dữ liệu 64-bit:

Pentium có 64 bus dữ liệu cho phép 8byte được truyền từ bộ nhớ trên 1 lần truyền.
Đường bus dữ liệu rộng hơn cho phép những line trong Cache được lấp đầy từ chính
cache nội tuyến của nó. Bus dữ liệu rộng được hỗ trợ bởi 64 bit địa chỉ - được sử dụng
từ 8 byte trên line.
2. Cache lệnh:
VXL Pentium gồm có 8KB cache lệnh riêng biệt được cung cấp cho 2 đơn
vị xử lý số nguyên và đơn vị xử lý dấu phẩy động hoạt động trên 2 pipeline. Cache
lệnh này được chia thành 2 phần với 32 bit mỗi line trên Cache
3. Cache dữ liệu
Cache dữ liệu là mỗi 8KB Cache phục vụ cho đơn vị xử lý. Cache dữ liệu là
Cache có thể ghi lại, giống như cache code, nó được tổ chức thành 2 phần với mỗi
phần 32byte trên line.
7
4. Đơn vị xử lý số nguyên song song
Trên Pipeline bao gồm 2 đường ống song song nhau được gọi là Pipeline U và
pipeline V. Kiến trúc đôi này và đơn vị xử lý cho phép 2 chỉ thị lệnh được phép giải
mã và thực thi liên tiếp, cho phép 2 lệnh có thể hoàn thành ngay trong 1 chu kỳ đơn
của CPU. Đó chính lă hiệu năng của SuperScalar.
5. Đơn vị xử lý dấu phẩy động
Đơn vị xử lý số nguyên là một thiết kế mới giúp nâng cao hiệu năng xử lý so với thiết
kế của i486. Nó tận dụng sức mạnh của 2 pipeline.
GIAO DIỆN HỆ THỐNG
Cache dữ liệu Cache chỉ thị
Xử lý số
nguyên
Xử lý số
nguyên
Xử lý dấu
phẩy động
8

I.2. VXL Intel Pentium ở các xung nhịp 75-200 MHz
75
MHz
90
MHz
100
MHz
120
MHz
133
MHz
150
MHz
166
MHz
200
MHz
Các bộ xử lý Pentium 75/90/100/120/133 / 150/166/200 mở rộng của họ Intel
Pentium microprocessors. Đây là nhị phân tương thích với 8086/88, 80286, Intel386 - DX
CPU, Intel386 SX CPU, Intel486 - DX CPU, Intel486 SX CPU, Intel486 DX2 của CPU,
và bộ xử lý Pentium 60/66.
Họ VXLPentium bao gồm các sản phẩm có mã mã sản phẩm 80502.
+ Tương thích với hầu hết các hệ điều
hành
MS-DOS*, Windows*, OS/2*,
UNIX*
+ 32-Bit CPU với 64-Bit bus dữ liệu
+ Kiến trúc SuperScalar
2 Pipeline xử lý số nguyên
Pipeline tăng tốc FPU

+ Tách biệt Cache lệnh và Cache dữ liệu
8-Kbyte mã, 8-Kbyte Ghi dữ liệu trở
lại
MESI giao thức Cache
+ Những tính năng nâng cao
Dự đoán các nhánh xử lý
Chế độ ảo mở rộng
+ Công nghệ silicon 3.3V BiCMOS
+ 4-Mbyte mỗi trang phục vụ việc tăng
tính chính xác của TBL
+ IEEE 1149.1 Quét các ranh giới
+ Cấu hình cho đa xử lý
+ Hỗ trợ tính năng kiểm tra dư thừa
+ Chức năng kiểm tra lỗi cục bộ
+ Hỗ trợ đa vi xử lý
Kiến trúc đa vi xử lý
Hỗ trợ L2 Cache
+ On-Chip Local APIC Controller
MP quản lý ngắt
Tương thích 8259
+ Có thể nâng cấp với một Pentium bộ
xử lý OverDriver
+ Power Management Features
System Management Mode
Clock Control
+ Chia thành các dòng
200-MHz Core/66-MHz Bus
166-MHz Core/66-MHz Bus
150-MHz Core/60-MHz Bus
133-MHz Core/66-MHz Bus

120-MHz Core/60-MHz Bus
100-MHz Core/66-MHz Bus
100-MHz Core/50-MHz Bus
90-MHz Core/60-MHz Bus
75-MHz Core/50-MHz Bus
9
- Pentium xử lý tại 200 MHz, iCOMP Đánh giá 2,0 index = 142
- Pentium xử lý tại 166 MHz, iCOMP Đánh giá 2,0 index = 127
- Pentium xử lý tại 150 MHz, iCOMP Đánh giá 2,0 index = 114
- Pentium xử lý tại 133 MHz, iCOMP Đánh giá 2,0 index = 111
- Pentium xử lý tại 120 MHz, iCOMP Đánh giá 2,0 index = 100
- Bộ xử lý Pentium ở 100 MHz, iCOMP Đánh giá 2,0 index = 90
- Pentium xử lý tại 90 MHz, iCOMP Đánh giá 2,0 index = 81
- Pentium xử lý tại 75 MHz, iCOMP Đánh giá 2,0 index = 67 gốc xử lý Pentium.
• "Bộ xử lý Pentium 60/66" sẽ được dùng để tham khảo bản gốc 60 và 66 MHz phiên bản
sản phẩm:
- Pentium xử lý tại 66 MHz, iCOMP Đánh giá 2,0 index = 57
- Pentium xử lý tại 60 MHz, iCOMP Đánh giá 2,0 index = 51
Kiến trúc họ vi xử lý Pentium có chứa tất cả các tính năng của họ CPU Intel486, và cung
cấp các cải tiến đáng kể và bổ sung như sau :
• Chi nhánh năng động dự báo
• Pipelined đơn vị xử lý số thực
• Thời gian được cải thiện Chỉ dẫn
Thi Công
• Các phân vùng 8K Mã và 8K
Ngày Caches
• Writeback MESI thức trong các
dữ liệu Cache
• 64-Bit bus Dữ liệu
• Chu kỳ xe buýt Pipelining

• Địa chỉ tính chẵn lẻ
• Kiểm tra tính chẵn lẻ nội
• Kiểm tra các chức năng sự thừa •
Thi Công Tracing
• Theo dõi Hiệu suất
• IEEE 1149,1 ranh giới Quét
• Hệ thống Quản lý Chế độ
• Chế độ ảo Mở rộng
10
Ngoài những tính năng được liệt kê ở trên, các Pentium xử lý
75/90/100/120/133/150/166/200 cung cấp các tính năng mở rộng sau đây trên bộ xử
lý Pentium 60/66:
• Phân tách bus cho phép CPU hoạt động với bus cao hơn bus hệ thống
Tần suất hoạt động
• Hỗ trợ đa xử lý
• SL các tính năng quản lý điện năng
• On-chip APIC
1.3. Kiến trúc họ vi xử lý Pentium
1. Kiến trúc tập lệnh mở rộng:
- Kiến trúc tập lệnh của Pentium xử lý bao gồm tất cả các tập lệnh của
Intel486 CPU với các tập lệnh mở rộng theo một số tính năng bổ sung của các bộ xử
lý Pentium.
Tất cả các chương trình viết cho các gia đình Intel386 và Intel486 microprocessors sẽ
chạy trên bộ xử lý Pentium mà không sửa đổi. Trên chip bộ nhớ quản lý đơn vị
(MMU) là hoàn toàn tương thích Intel386 với gia đình và gia đình của Intel486 CPU.
2. Sử dụng 2 Pipeline tăng hiệu năng xử lý:
- Việc triển khai thực hiện một số bộ xử lý Pentium cải tiến để tăng hiệu suất.
Kiến trúc 2 pipeline trên đơn vị bộ xử lý Pentium có khả năng độc lập hoạt động.
Mỗi pipeline được sử dụng thường xuyên các vấn đề chỉ lênh trong một chu kỳ xung
nhịp. Nhánh prefetch được thực hiện trong vxl Pentium. Để hỗ trợ việc này, bộ xử lý

Pentium triển khai thực hiện hai prefetch và bộ đệm.
a. Đơn vị xử lý dấu phẩy động
- Bộ xử lý dấu phẩy động đã được thiết kế lại hoàn toàn qua Intel486 CPU.
Tăng tốc các thuật toán lên 10 lần cho các phép toán phổ biến bao gồm cộng, nhân,
và nạp.
b. Cache tách biệt
- Bộ xử lý Pentium tách biệt Cache lệnh và cache dữ liệu để đạt mục tiêu tối
ưu, tốc độ xử lý. Mỗi bộ nhớ cache là 8 Kbytes, với 32 byte cho 1 line và kích thước
là 2-way tập lệnh. Mỗi bộ nhớ cache có một Translation Lookaside Buffer (TLB) để
dịch các tuyến đến các địa chỉ vật lý. Dữ liệu, bộ nhớ cache được cấu hình để được
ghi lại hoặc ghi xuyên thông qua chế độ từng dòng cơ sở và sau những MESI. Các
tag dữ liệu, bộ nhớ cache là để hỗ trợ chuyển dữ liệu truyền và hai inquire trong một
chu kỳ trong cùng một xung nhịp. Những caches có thể được kích hoạt hay vô hiệu
hóa của phần mềm hoặc phần cứng máy tính.
3. Bus dữ liệu rộng hơn:
- Các bộ xử lý Pentium có Bus dữ liệu lên tới 64 bit để cải thiện tốc độ truyền
dữ liệu. Burst burst đọc và viết lại có chu kỳ hỗ trợ bởi bộ xử lý Pentium.Ngoài ra,
xung nhịp bus pipelining đã được thêm vào cho phép hai các luồng bus sẽ được tiến
hành đồng thời.
4. Đơn vị quản lý bộ nhớ:
- Bộ xử lý Pentium tích hợp 'đơn vị quản lý bộ nhớ’ chứa các tùy chọn để
mở rộng kiến trúc bộ nhớ. Các bộ xử lý Pentium có thêm đáng kể tích hợp dữ liệu và
khả năng phát hiện lỗi. Khi có thêm nhiều chức năng được tích hợp trên chip, các cấp
độ phức tạp của Ban kiểm tra được tăng lên. Để địa chỉ này, các bộ xử lý Pentium có
tăng khả năng kiểm tra và gỡ lỗi. Việc triển khai thực hiện xử lý Pentium
IEEE.Ngoài ra, bộ vi xử lý Pentium được xác định có 4 breakpoint pins tương ứng
với mỗi việc đăng ký và gỡ lỗi ra bên ngoài cho phù hợp với một breakpoint.
- Chế độ quản lý hệ thống (SMM) đã được triển khai thực hiện cùng với một số mở
rộng vào kiến trúc SMM. Tính năng cho chế độ ảo giống 8086 đã được thực hiện để
tăng hiệu suất.

Hình 1 cho thấy một sơ đồ khối của các bộ xử lý Pentium
75/90/100/120/133/150/166/200
Hình 1: Sơ đồ khối của Intel Pentium
- Các bộ xử lý Pentium 75/90/100/120/133 / 150/166/200 cung cấp hiệu suất cao hơn
và cao hơn tần số hoạt động hơn các bộ xử lý Pentium 60/66. Do có quá trình cải tiến
3.3V BiCMOS được sử dụng cho các bộ xử lý Pentium
75/90/100/120/133/150/166/200 giúp tiêu tốn ít điện năng hơn Pentium xử lý 60/66.
- Ngoài những tính năng SMM mô tả ở trên, các vi xử lý Pentium
75/90/100/120/133/150/166/200 hỗ trợ clock kiểm soát. Khi hoạt động của bộ xử lý
Pentium 75/90/100/120/133/150/166/200 được ngừng lại, phần lớn điện năng không
bị tiêu hao. Sự phối hợp của cải tiến làm cho các bộ xử lý Pentium
75/90/100/120/133/150/166/200 trở thành một lựa chọn tốt cho việc tiết kiệm điện
năng trên các máy để bàn.
- Hỗ trợ nâng cấp một ổ cắm (Socket 5 / 7) trong Hệ thống sẽ cung cấp cho người
dùng cuối cùng khả năng nâng cấp.
- Socket 7 đã được xem là sự nâng cấp khe cắm cho các bộ xử lý Pentium
75/90/100/120/133/150/166/200. Sự linh hoạt của các Socket 7 giúp nó tương thích
với socket 5 và nên được sử dụng cho tất cả các bộ xử lý mới Pentium.
- Các bộ xử lý Pentium 75/90/100/120/133/150/166/200 hỗ trợ việc phân tách các
bus. Điều này cho phép các lõi xử lý nội bộ trong chip hoạt động ở xung nhịp cao,
trong khi bus bên ngoài hoạt động với xung nhịp thấp hơn.
- Các bộ xử lý Pentium 75/90/100/120/133/150/166/200 chứa trên một chip nâng cao
vi mạch xử lý ngắt (APIC).
- Các bộ xử lý Pentium 75/90/100/120/133 / 150/166/200 cung cấp hiệu suất cao hơn
và cao hơn tần số hoạt động hơn các bộ xử lý Pentium 60/66. Do có quá trình cải tiến
3.3V BiCMOS được sử dụng cho các bộ xử lý Pentium
75/90/100/120/133/150/166/200 giúp tiêu tốn ít điện năng hơn Pentium xử lý 60/66.
- Ngoài những tính năng SMM mô tả ở trên, các vi xử lý Pentium
75/90/100/120/133/150/166/200 hỗ trợ clock kiểm soát. Khi hoạt động của bộ xử lý
Pentium 75/90/100/120/133/150/166/200 được ngừng lại, phần lớn điện năng không

bị tiêu hao. Sự phối hợp của cải tiến làm cho các bộ xử lý Pentium
75/90/100/120/133/150/166/200 trở thành một lựa chọn tốt cho việc tiết kiệm điện
năng trên các máy để bàn.
- Hỗ trợ nâng cấp một ổ cắm (Socket 5 / 7) trong Hệ thống sẽ cung cấp cho người
dùng cuối cùng khả năng nâng cấp.
- Socket 7 đã được xem là sự nâng cấp khe cắm cho các bộ xử lý Pentium
75/90/100/120/133/150/166/200. Sự linh hoạt của các Socket 7 giúp nó tương thích
với socket 5 và nên được sử dụng cho tất cả các bộ xử lý mới Pentium.
- Các bộ xử lý Pentium 75/90/100/120/133/150/166/200 hỗ trợ việc phân tách các
bus. Điều này cho phép các lõi xử lý nội bộ trong chip hoạt động ở xung nhịp cao,
trong khi bus bên ngoài hoạt động với xung nhịp thấp hơn.
- Các bộ xử lý Pentium 75/90/100/120/133/150/166/200 chứa trên một chip nâng cao
vi mạch xử lý ngắt (APIC).
Phần 2: Hướng dẫn điện áp cho bộ xử lý
Pentium ® MMX ™ Công nghệ
1.0 GIỚI THIỆU
Tài liệu này giải thích các chi tiết kỹ thuật điện áp, đề xuất các giải pháp cung cấp điện phù hợp,
và đề nghị các kỹ thuật xác nhận để đảm bảoPentium mạnh mẽ® bộ vi xử lý với hệ thống dựa
trên công nghệ MMX
Bộ xử lý Pentium với công nghệ MMX sử dụng một mặt phẳng điện chia rẽ đảo điện áp riêng
cho lõi và các I/O . Măt phẳng điện phân chia riêng biệt Vcc2 chân kết nối với đảo điện
áp lõi, trong khi Vcc3 chân được kết nối I / O điện áp đảo.
Tài liệu này chứa hướng dẫn để đo lường mức độ tiếng ồn VCC vào các VCC2 (2.8V) mặt
phẳng bộ vi xử lý Pentium với công nghệ MMX. Tài liệu phác thảo các thủ tục đo lường đối với
một bộ xử lý Pentium MMX công nghệ hệ thống đang chạy ở 233MHz.VCC2 đặc điểm kỹ
thuậtcho lõi là 2.7V đến khoảng 2.9V.VCC3 đặc điểm kỹ thuậtcho I / O điện áp đảo sử dụng
phạm vi tiêu chuẩn 3.3V từ 3.135V đến 3.6V. Đối với thông tin đo lường điện áp thoáng qua
trên bộ vi xử lý Pentium, tham khảo các lưu ý. Hướng dẫn sử dụng,thực hiện choPentium® bộ
xử lývới VRE
Phần này bao gồm sáu phần chính:

1. Mục 2,0 thảo luận về những cốt lõi và I / O thông số kỹ Chương này cũng cung cấp
cho một cái nhìn tổng quan về một số thiết kế hệ thống quan trọng và cân nhắc đo lường điện áp
liên quan với VCC.Các hậu quả của hành vi vi phạm đặc điểm kỹ thuật cũng đã thảo luận.
2. 3,0 giao dịch với nguồn cung cấp năng lượng và các quy định. Nó chứa và khuyến nghị
điều chỉnh điện áp cung cấp điện để đảm bảo một thiết kế hệ thống mạnh mẽ. Ngoài ra, chương
này có chứa số lượng lớn chi tiết và đề nghị tách riêng tốc độ cao cho các thiết kế bộ xử lý
PentiumMục
3. 4,0 giải thích kỹ thuật đo lường thích hợp để xác minh rằng hệ thống đáp ứng các thông
số kỹ thuật điện áp tương ứng. Những kỹ thuật đo lường áp dụng cho tất cả các bộ xử lý
Pentium. Mẫu kết quả đo được hiển thị trong chương này.

4. Phụ lục A cung cấp thông tin về việc làm thế nào để có được và sử dụng "stress" đang
được đề nghị cho các phép đo tiếng ồn điện áp
5. Phụ lục B cung cấp một danh sách các nhà cung cấp bên thứ ba. Các nhà cung cấp bao
gồm các nhà cung cấp quản lý, điện trở, tụ điện, và ổ cắm
6. C Phụ lục cung cấp bảng tính cho các phép đo ghi âm
2.0. Thông số kỹ thuật
Core và I / O Đặc điểm kỹ thuật Bộ xử lý Pentium MMX công nghệ có một chiếc máy
bay điện chia tay với hoạt động cốt lõi tại 2.8V và hoạt động I / O 3.3V. VCC2DET # pin được
định nghĩa trên bộ vi xử lý Pentium với công nghệ MMX được sử dụng để chỉ ra các điều chỉnh
điện áp lõi bộ xử lý chính xác điện áp 2.8V (VCC2 máy bay). I / O phải đáp ứng các tiêu chuẩn
thông số kỹ thuật 3.3V cho các yêu cầu cung cấp điện áp. Cả hai lõi và I / O cónghiêm ngặtVCC
yêu cầuvà rất nhạy cảm với tiếng ồn cung cấp điện áp và transientsngoài.
LƯU Ý
Bất kỳ vượt qua hoặc undershoot vượt ra ngoài phạm vi điện áp (đo lường của một băng
thông 20 MHz) là thông số kỹ thuật bên Du ngoạn thoáng qua vượt ra ngoài phạm vi điện áp
quy định có thể dẫn đến hành vi của hệ thống không ổn định. Các kỹ thuật đo lường được quy
định tại mục 4.0 và nên được theo sau để đảm bảo đo lường thống nhất và chính xác. Các chi
tiết kỹ thuật hoàn chỉnh hiển thị ở trên phải được đáp ứng để đảm bảo một bộ xử lý Pentium
mạnh mẽ với nền tảng dựa trên công nghệ MMX.

Tất cả các phép đo phải được thực hiện và đảm bảo ở mặt sau của bo mạch chủ tại các chân
socket xử lý. Các chi tiết kỹ thuật điện áp cho rằng đo lường dao động băng thông 20
MHz. Đối với các chi tiết kỹ thuật đo lường đầy đủ, xem phần 4.4.
Bảng 1. Core và I / O Thông số kỹ thuật choPentium® bộ xử lývới MMX ™ Công nghệ
Thông số kĩ thuật Core I/O
Vcc
2.7V đến 2.9V
Không vượt
qua hoặc undershoot cho phép.
3.135V đến 3.6V
Không vượt
qua hoặc undershoot cho
phép.
Đo lường
Các phép đo phải được thực hiện theo các thủ tục nêu tại
mục 4.4.Transients phải được đo lường và đảm bảo ở mặt
sau của bo mạchchủ tại các chân ổ cắm bộ vi xử lý.
2.1 CUNG CẤP CÁC PHẠM VI ÁP
Để bù đắp cho khả năng chịu đựng nhỏ thoáng qua, nền tảng phải sử dụng điều chỉnh điện áp
chính xác và tụ điện tách đầy đủ địa phương. Trong trường hợp xấu nhất điều kiện thoáng qua
(chuyển vào và ra khỏi Cấp Stop-chế độ điện HALT Down chế độ), hiện nay cung cấp cho các
bộ vi xử lý có thể thay đổi bởi ampe một số trong hàng chục nano giây. Kể từ khi đơn vị cung
cấp điện và điều chỉnh điện áp có thể, tốt nhất,
đáp ứng trong một khung thời gian vào thứ tự của phần nghìn giây, số lượng lớn tụ điện tách
được yêu cầu để hoạt động như các hồ chứa hiện tại cho đến khi đơn vị cung cấp điện hoặc điều
chỉnh điện áp bù đắp cho tải mới. Do hoạt động tốc độ cao của bộ xử lý Pentium, tụ điện có tần
số cao cũng được yêu cầu để lọc các thành phần tiếng ồn quá mức. Không cung cấp điện đầy đủ
quy định trong bất kỳ điều kiện thoáng qua có thể dẫn đến undershoot và vượt qua vượt ra ngoài
các thông số kỹ thuật điện áp của bộ xử lý.
2,2 Hành vi ứng dụng thiết kế kém

máy tính để bàn và máy chủ hệ thống sẽ vi phạm các thông số kỹ thuật điện áp trong quá
trình hoạt động bình thường. Hướng dẫn kết hợp một ứng dụng khác thường có thể gây ra đột
biến lớn hiện nay từ đồng hồ chu kỳ chu kỳ đồng hồ. Hình 2 cho thấy những biến động nhanh
chóng của hệ thống điện trong quá trình thực hiện của một dấu vết BAPCo93 * chuẩn trên bộ
xử lý Pentium (BAPCo93 là một điểm chuẩn hệ thống được sử dụng để đo hiệu năng hệ thống).
Những quá trình chuyển đổi nhanh chóng trong hiện tại xảy ra trong một khung thời gian ngắn
hơn, trong đó đơn vị cung cấp điện hoặc điều chỉnh điện áp có thể có thể đáp ứng. Transients
trường hợp xấu nhất xảy ra trong quá trình chuyển vào hoặc ra khỏi một trạng thái năng lượng
thấp. Hình 3 cho thấy một dấu vết dao động của một hệ thống bằng cách sử dụng khẳng định
STPCLK # / deassertion nhập / thoát khỏi trạng thái Stop-Grant. Khi STPCLK # deasserted,
điện áp cung cấp "droops" do hiệu ứng ESL và ESR (xem Phần 3,6), và bởi vì điều chỉnh điện
áp không thể đáp ứng một cách nhanh chóng đủ, tức thời thay đổi trong hiện tại. Tương tự như
vậy, khi STPCLK # được khẳng định, hệ thống đi vào trạng thái Stop-Grant, và điện áp cung
cấp "dâng" vì ESL / ESR hiệu ứng và những thay đổi tức thời trong hiện tại. Droops và dâng
cũng có thể xảy ra trong các hệ thống cách ly thích hợp, nhưng đến một mức độ ít hơn. Hệ
thống này cũng có tần số cao, tiếng ồn do hoạt động tốc độ cao của cốt lõi nội bộđịnh.
Chú ý
Vi phạm các chi tiết kỹ thuật điện áp undershooting hoặc vượt quá phạm vi điện áp sẽ dẫn đến
hành vi không đáng tin cậy và không ổn
Các hậu quả của hành vi vi phạm đặc điểm kỹ thuật điện áp được giải thích trong phần tiếp
theo . Trong Phần 3.0, kỹ thuật được đề nghị cung cấp quy định chính xác và tách riêng thích
hợp để đảm bảo một nền tảng mạnh mẽ được xem xét.
Hình 3. Điện áp "droop" và "Surge" khi đảo chiều STPCLK #
2.3. Đặc điểm kỹ thuật Điện áp
Vi phạm bên ngoài phạm vi điện áp quy định có thể dẫn đến hành vi của hệ thống không ổn
định. Quá mức và duy trì dâng có thể gây ra hiệu ứng điện tử liên quan đến nóng và làm ảnh
hưởng tới độ tin cậy của thiết bị. Transients cũng có thể gây ra hành vi vi phạm thời gian, do đó
có thể dẫn đến một sự thất bại trong hệ thống.
Chúng ta đã thấy trường hợp của một hệ thống thất bại vì quá nhiềuV CC. tiếng ồn thoáng qua
Mở rộng thăm dò thí nghiệm cho thấy các thành phần tần số của tiếng ồn có thể được tắt dần

trên một bo mạch chủ bằng cách thêm tụ điện tách. Dữ liệu thu thập thông qua những thí
nghiệm này cho thấy rằng các thành phần tiếng ồn chỉ ít hơn 20 MHz được giảm chết bằng cách
tách tụ thêm bên ngoài. Kết quả là, các dao động được đề nghị đo băng thông đã được điều
chỉnh tới 20 MHz (xem phần 4.2 để biết thêm chi tiết).
3,0 CUNG CẤP ĐIỆN
Trừ khi bằng cách sử dụng một nguồn cung cấp điện 2.8V, cung cấp sức mạnh cốt lõi của bộ xử
lý Pentium với công nghệ MMX 2.8V đòi hỏi một 5V để điều chỉnh điện áp 2.8V hoặc bộ điều
chỉnh điện áp 3.3V đến Chân cung cấp điện vào bộ xử lý Pentium với công nghệ MMX được
tách thànhVCC2 và VCC3. chân Những pins phải được kết nối một cách thích hợp để đảo bộ
xử lý lõi điện áp và bộ vi xử lý I / O điện áp đảo trên bo mạch chủ. Bộ xử lý Pentium MMX
công nghệ đòi hỏi 6.5a 2.8V (233 MHz) cho cốt lõi của nó từ các giải pháp cung cấp điện áp.
3.3VI / O điện áp được cung cấp bởi hệ thống (hoặc thông qua việc cung cấp điện 3.3V hoặc
thông qua bộ điều chỉnh điện áp 3.3V trên bo mạch chủ)thấp.
tách riêng địa phương mạnh mẽ phải được cung cấp để thích ứng với quá trình chuyển đổi và
quyền lực chế độ . Điều quan trọng là chọn các thành phần cho các mạch điều chỉnh điện áp là
chính xác nhất có thể. Như hình dưới đây, lựa chọn các thành phần chính xác sẽ cho phép
transients điện áp lớn hơn.
VCC Cấu hình điều chỉnh điện áp Độ chính xác
+ Hỗ trợ phần Độ chính xác
+ Drift nhiệt và ảnh hưởng lão hóa
+ Đo điện áp thoáng qua
VCC2 đặc điểm kỹ thuật cho phép một ngân sách điện áp tổng số
200 mV. Điều quan trọng là hiểu ngân sách điện áp phải bao gồm bất kỳ độ lệch trong điều
chỉnh điện áp, không chính xác của các thành phần của nó hỗ trợ, và hành vi khác không lý
tưởng của các thành phần thực tế. Khi thiết kế một nền tảng, những yếu tố này DC phải được trừ
từ tổngV.CC ngân sách Mức trợ cấp còn lại nên được nhắm mục tiêu khi đo thoáng qua điện áp
(ví dụ được hiển thị tại mục 4.5). Điều quan trọng là lựa chọn điều chỉnh điện áp chính xác và
các thành phần hỗ trợ chính xác để cho phép các transients điện áp tối đa.
3.1 Chọn một đơn vị điện cung cấp chính xác
đơn vị cung cấp điện phải cung cấp một giá trị điểm đặt tối thiểu bằng hoặc cao hơn, điện áp

đầu vào tối thiểu theo yêu cầu của cơ quan điều Off-kệ-5V đơn vị cung cấp điện với một đặc
điểm kỹ thuật chính xác 5% có thể đáp ứng các yêu cầu 4.75V điển hình của hầu hết các nhà
quản lý. Hình 4 cho thấy rằng một đơn vị cung cấp điện 5V với độ chính xác 10% có thể cung
cấp một giá trị điểm đặt thấp như 4.5V và không yêu cầu đầu vào tối thiểu của bộ điều chỉnh
điện áp. Nếu sử dụng một đơn vị cung cấp điện ít chính xác hơn, các điểm đặt tối thiểu phải
được nâng lên để đáp ứng hoặc vượt quá điện áp đầu vào tối thiểu theo yêu cầu của điều chỉnh
điện áp. Nếu bộ điều chỉnh điện áp đòi hỏi một điện áp đầu vào cao hơn 4.75V, hãy xem xét lựa
chọn một đơn vị cung cấp điện chính xác hơn để nâng cao giá trị điểm đặt tối thiểu.
Tách đầy đủ phải được cung cấp giữa các đơn vị cung cấp điện và điều chỉnh điện áp để giảm
thiểu bất kỳ tiếng ồn. Sự nhiễu loạn trên đơn vị cung cấp điện 5V có thể vượt quá đặc điểm kỹ
thuật của các thiết bị logic TTL nếu điện dung tách là không đủcấp.
3.2. Lựa chọn một điều chỉnh điện áp chính xác
Có hai loại điều chỉnh điện áp chuyển mạch và tuyến tính. Quản lý chuyển mạch cung cấp năng
lượng bằng cách đập các điện áp và dòng tải, do đó kết quả tản nhiệt thấp hơn và hiệu quả cao
hơn. Quản lý chuyển đổi tuy nhiên thường đắt hơn và yêu cầu hỗ trợ các thành phần hơn các
điều chỉnh tuyến tính. Điều chỉnh tuyến tính cơ bản là ngăn điện áp và cung cấp năng lượng
bằng cách
"phân chia" các yếu tố đầu vào 5V/3.3V kết quả đầu ra 2.8V. Điều chỉnh tuyến tính tiêu tan
nhiều quyền lực hơn, nhưng ít đắt tiền và thường yêu cầu thêm hai
(phản hồi) điện trở. Trừ khi hệ thống có yêu cầu nghiêm ngặt nhiệt, điều chỉnh tuyến tính
thường phù hợp với khối lượng thiết kế cao. Cả hai loại điều hòa có thể đáp ứng Vcc2
khoảngđiện ápnếu họ có đầu ra chính xác và các thành phần hỗ trợ chính xác. Bảng 2 so sánh
hai loại điều chỉnh điện áp và điều chỉnh tuyến tính rẻ hơn so với quản lý chuyển đổi và cũng
yêu cầu các thành phần bổ sung ít, nhưng tiêu tan quyền lực hơn.
Một điều không chính xác để lại căn phòng nhỏ chịu thoáng qua. Ví dụ, VCC2 thông số kỹ
thuật cho phép một giải pháp điều chỉnh điện áp đi chệch chỉ ± 3,5% (2.7V 2.9V) từ điểm đặt
điều chỉnh danh nghĩa của 2.8V. Tĩnh kỹ thuật chẳng hạn như dòng quy định, trôi nhiệt độ, và
điểm đặt ban đầu phải được tổ chức tới 1% nếu thoáng qua bất kỳ là được cho phép ở tất cả.
Bảng 3 cho thấy độ chính xác mẫu mô-đun điều chỉnh điện áp cho một bộ xử lý Pentium với
nền tảng công nghệ dựa trên MMX.

Bảng 2. So sánh điều tiết điện áp
điều chỉnhtuyến tính điều chỉnh chuyển mạch
tuyến tính điều
chỉnh
chuyển mạch điều chỉnh
Đặc
điểm( tiê
u biểu)
5V đến
3.3V
5V đến
2.8V
5V đến 3.3V 5V đến 2.8V
tối
đa hiệu
quả
67% 56% 95% 90%
Công
suất cự
c phân
tán tối
đa
33% 44% 5% 10%
Hỗ trợ
Thành
phần
2 đến
6
(thông
tin

phản
hồi
Điện
trở)
2 đến 6
( thông
tin phản
hồi điện
trở)
5 đến 12 (thông tin phản
hồi điện
trở, thiết bị chuyển mạch
MOSFET, điện
dẫn,diode, mũ)
5 đến 12 (thông tin phản
hồi điện
trở, thiết bị chuyển mạch
MOSFET, điện dẫn,diode,
mũ)
Chi phí
ước tính
Vừa
phải
Vừa phải Cao Cao
Bảng 3. Kiến nghị cho
điều chỉnh điện áp tuyến tính

Tham số tổng số
Độ chính xác
Độ lệch tối đa

Điều chỉnh điểm
đặt điện áp
+
±1.0% ±28 mV
thông tin phản hồi điện trở
+
±0.2% ±5.6 mV
Drift nhiệt, hiệu ứng lão
hóa
=
±0.1%
=
±28 mV
tổng số Biến thể
±1.3%
±36.4 mV
cô lập từ máy bay năng lượng bo mạch chủ, và hỗ trợ các yêu cầu điện áp khác nhau làm cho
tách riêng thích hợp của năng lượng điện áp đảo máy bay và máy bay mặt đất cần thiết. Tụ điện
tách riêng thích hợp được yêu cầu trên hòn đảo gần bộ vi xử lý điện áp để đảm bảo rằng các xử
lý điện áp vẫn
Drift nhiệt, lão hóa hiệu ứng
=
± 0,1%
=
± 2,8 mV
=
trong giới hạn quy định trong điều kiện bình thường và thoáng qua. Có hai loại tách mà cần
phải được xem xét: số lượng lớn tách vàcao-Tổng
Biến thể số ± 1,3% ± 36,4 mV Dựa trên các tính toán trong Phần 4.5 Bảng 3, tiếng ồn
thoáng qua của các bộ vi xử lý không được vượt quá

± 63,6 mV (giả sử Điểm đặt là 2.8V). Có sự cân bằng trực tiếp giữa tính chính xác của cơ quan
điều hành và số tiền của địa phương tách. Sử dụng một điều ít chính xác hơn đòi hỏi chính xác
hơn điện trở phân chia và tách nhiều hơn. Ngược lại, bằng cách sử dụng cao-ESR, tụ lão hóa
nhanh chóng đòi hỏi phải điều chỉnh chính xác. Phần tiếp theo đề nghị tách riêng số lượng lớn
và tốc độ cao cần thiết để đảm bảo một bộ xử lý Pentium mạnh mẽ với nền tảng dựa trên công
nghệ MMX. Các khuyến nghị đã được dựa trên mô phỏng mở rộng và các phép đo thực nghiệm.
tần số tách
3.4. Số lượng lớn tách riêng
Đối với các bộ vi xử lý hỗ trợ trên các bo mạch chủ linh hoạt, điện năng tiêu thụ có thể chuyển
đổi từ mức thấp đến một mức độ cao hơn nhiều (hoặc ngược lại) rất nhanh chóng. Điều này có
thể xảy ra trong quá trình thực hiện chương trình bình thường, tuy nhiên, một sự đột biến cao
của hiện tại thường xảy ra khi vào hoặc thoát khỏi trạng thái Stop-Grant. Một ví dụ khác là khi
thực hiện một lệnh HALT gây ra các bộ vi xử lý để nhập AutoHALT
Power Down nhà nước, hoặc chuyển đổi từ HALT trở lại trạng thái Normal. (Lưu ý rằng các lực
AutoHALT xuống tính năng luôn được kích hoạt ngay cả khi các tính năng quản lý điện khác
không được thực hiện.) Tất cả những ví dụ này có thể gây ra những thay đổi đột ngột trong năng
lượng tiêu thụ bởi bộ xử lý. Khi các nguồn cung cấp điện áp (điều chỉnh) không thể đáp ứng 1
sự thay đổi tải đột ngột ngay lập tức, số lượng lớn lưu trữ tụ điện với ESR thấp (có hiệu lực
dòng kháng) được yêu cầu để duy trì các điện áp cung cấp quy định trong các khoảng thời gian
mà rơi giữa thời gian thay đổi tải của hiện tại và điểm cung cấp sản lượng điện quy định có thể
phản ứng với sự thay đổi trong tải. Để giảm bớt ESR, nó có thể là cần thiết để đặt các tụ số
lượng lớn lưu trữ một số song song
3,5. Tần số tách
Cao Tần Cách ly tách tần số cao là cần thiết để cung cấp một con đường trở kháng thấp ngắn
để các thành phần tần số cao như cọc cao hiện nay để giảm thiểu tiếng ồn. Bộ xử lý địa chỉ lớn
và xe buýt dữ liệu ở tần số cao có thể gây ra thoáng qua điện nước dâng, đặc biệt khi lái xe tải
điện dung lớn.
Tách tần số cao, tụ điện cảm thấp và liên kết nối được đề nghị cho hiệu suất tốt nhất điện tốc độ
cao. Điện cảm

có thể được giảm bằng cách rút ngắn các dấu vết bảng mạch giữa bộ vi xử lý và tụ điện tách
càng nhiều càng tốt. Bề mặt tụ gắn kết thích hợp hơn, như tụ điện với khách hàng tiềm năng dài
thêm cảm mạch. Các tụ điện nên của RF lớp, với ESR thấp và tự cảm thấp để giảm đột biến
3.6. Cách ly khuyến nghị

Bảng 4 cho thấy bộ vi xử lý tách các khuyến nghị cho các bo mạch chủ linh hoạt cho cả
hai bộ xử lý lõi và tôi / O đảo điện áp. Này được dựa trên mô phỏng và thử nghiệm của
transients điện áp từ bộ vi xử lý và ảnh hưởng của cách ly bo mạch chủvv).
Spice mô hình (mô hình transients trường hợp xấu nhất hiện nay bao gồm xử lý điện bộ vicảm,
điện dung, định tuyến, cách ly, sản lượng điều chỉnh điện áp tự cảm, được sử dụng để ước tính
số lượng của điện dung tách cần thiết cho các bộ vi xử lý điện áp đảothoái.
được thông báo trước khi cam kết bất cứ sự thay đổi nào từ các khuyến nghị tụ điện tách, giải
pháp mới được mô phỏng cho sự đa dạng của các biến trong các thành phần, nhiệt độ và tuổi
thọ suy
Bảng 4. Tách các khuyến nghị cho Core và I / Oáp đảo
Số lượng giá trị
ESR ESL Loại
Bộ xử lý
Core Voltage
4
100 µF
25 mOhms

(1)
0.45 nH

(3)
Tantalum
25
1.0 µF

0.6 mOhms

(2)
0.084 nH

(4)
X7R điện
môi, bằng gốm
Bộ vi xử
lý I / O Điện
áp đảo (5)
12
0.1 µF
603 loại
LƯU Ý:
1. ESR mỗi tụ điện nên được ít hơn 100 mOhms.
2. ESR mỗi tụ điện nên được ít hơn 15 mOhms.
3. ESL mỗi tụ điện (trong đó có 0,7 nH Qua điện cảm mỗi tụ điện) nên được ít hơn 2,7 nH.
4. ESL mỗi tụ điện (trong đó có 0,7 nH Qua điện cảm mỗi tụ điện) nên được ít hơn 2.1 nH.
5. Điều này không bao gồm tách các thành phần khác hơn so với bộ vi xử lý điện áp đảo 3.3V
I / O tách riêng số lượng lớn, tụ điện tantali được khuyến cáo trên tụ điện. Nói chung, các tụ
điện làm suy giảm với tốc độ nhanh hơn nhiều, không phải là chính xác, và không phải là ổn
định về nhiệt độ như tụ điện tantali.
Đối với tốc độ cao tách trong bộ xử lý lõi điện áp đảo, tự cảm thấp, tụ 1μF X7R điện môi được
khuyến khích. Những tụ điện này không chỉ tách lõi xử lý cho tiếng ồn tần số cao nhưng cũng
có thể kiểm soát điện áp trong thời gian quá độ rất nhanh
(ít hơn 100 ns.)
3.7. Vị trí Cách ly tụ
Hình 5 cho thấy một ví dụ về cách xử lý đề nghị tụ điện tách được thể hiện trong Bảng 4 sẽ
được đặt trên các hòn đảo điện áp tương ứng trên các bo mạch chủ linh hoạt. Các tụ điện số

lượng lớn nên được đặt gần các bộ vi xử lý bên trong hòn đảo điện áp để đảm bảo rằng điện áp
cung cấp chỉ nằm trong giới hạn nhất định trong quá trình thay đổi trong việc cung cấp hiện tại
trong quá trình hoạt động. 1μF, tụ X7R nên được phân bố đều bên trong bộ xử lý lõi điện áp đảo
bên trong và xung quanh dấu chân bộ xử lý
hình 5 cũng cho thấy mười hai tụ 0,1 μF đều được đặt xung quanh các bộ vi xử lý, gần với xử lý
VCC3 chân bên trong bộ vi xử lý I / O điện áp đảo.
Trong ví dụ này, tất cả các tụ điện được đặt ở một bên của hội đồng quản trị. Nếu các thành
phần được lắp ráp trên cả hai mặt của hội đồng quản trị, sau đó các tụ điện này có thể được phân
phối giữa các bên trên và dưới. Nếu làm theo cách này, vias kết nối các tấm lót tụ sức mạnh và
lớp đất có thể được chia sẻ giữa các tụ điện trên mặt trên và dưới. Điều này có thể giúp giảm
tổng điện cảm tụ điện tổng thể. Các dấu vết kết nối vias các tấm lót tụ điện nên được giữ càng
ngắn càng tốt. Trong trường hợp đó là khó khăn để giảm bớt chiều dài của bo mạch, dấu vết,
dấu vết được thực hiện rộng hơn để giảm độ tự cảm dấu vết.
3,8 ESR và ESL: Tại sao ít là tốt hơn?
kháng series có hiệu lực (ESR) và Điện cảm Dòng hiệu quả (ESL) là những yếu tố của hành vi
không lý tưởng của các thành phần thực tế. ESR và ESL xác định nhanh như thế nào một tụ
điện có thể mã nguồn hiện tại để điều chỉnh một
12

mới tải. Quan trọng hơn, ESR phải đủ thấp ở tần số cao để bù đắp không mong muốn hiệu ứng
lọc của tụ điện tách riêng số lượng lớn. Đối với một hiện tại tạm thời, thoáng qua điện áp tỷ lệ
thuận với ESL và ESR. Việc sử dụng tụ điện cao ESR và ESL do đó góp phần transients điện áp
cao hơn và có thể gây ravượt quá hoặc undershooting. Tụ nhôm điện phân làm suy giảm ở một
tần số tương đối thấp. ESR thấp mũ tantali có thể giữ lại các chi tiết kỹ thuật ESR khoảng 1
MHz đến 10 MHz. Tụ gốm ESR thấp có thể giữ lại các chi tiết kỹ thuật ESR lên đến 100
MHz.
Không làm giảm số lượng của tụ điện thể hiện trong Bảng 4 nếu thay thế bằng các tụ điện với
một giá trị lớn hơn. Khi đặt song song, hai 220 μF tantalum tụ điện có thể có ESR cao hơn 4
100 tụ μF.
Đặt tụ điện song song làm giảm các ESR tổng thể tối đa. Vì vậy, mũ song song có thể được yêu

cầu để đảm bảo một ESR thấp đủ tổng thể
4.0. Dùng phép đo điện áp
4,1. Tạo
Worst-Case Transient Excursion
khuyếnnghị cho các nhà quản lý và tách địa phương có thể được xác nhận bằng cách tạo ra
điều kiện cung cấp trường hợp tồi tệ nhất, thoáng qua và đo lường chính xác. Các transients
trường hợp xấu nhất có thể được tạo ra bởi toggling STPCLK # và thực hiện chương trình
"hi_pwr2.exe" trên một bộ xử lý Pentium với công nghệ MMX (tham khảo Phụ lục A cho một
lời giải thích của chương trình "hi_pwr2.exe"). Bảng 5 có chứa một bản tóm tắt của các thủ tục
giải thích các bước để tạo điều kiện thoáng qua trường hợp xấu nhất.
Bảng 5. Tóm tắt Tạo Worst-Case Transient
Bước hành động
A Install233 MHz Pentium® xử lý với
công nghệ MMX ™
B Thiết lập hệ thống đo lường như mô tả trong hình 9qua
C dao động Setnhư thể hiện trong Bảng 6 để có được điện áp thoáng
D Khẳng định và deassert STPCLK #
E Đo VCC như thể hiện trong Bảng 7 để có được điện áp thoáng qua. Điện áp thoáng
qua không vượt qua 2.9V, hoặc nhúng thấp hơn
2.7V cho VCC2 máy bayhiện
F Khẳng định và deassert STPCLK # trong khi
chương trình "hi_pwr2.exe" được thực ĐoVCC transientsnhư trong Bước năm
4.2. Kỹ thuật Đo lường
Tất cả các phép đo tạm thời phải được thực hiện ở mặt sau của bo mạch chủ ở chân xử
Transients đo tại một vị trí khác nhau sẽ cho kết quả đo không chính xác. Đối với các bài đọc
chính xác, tất cả các kết nối đầu dò phải được làm sạch. Rút ngắn dẫn mặt đất của tàu thăm dò
để giảm thiểu bất kỳ điện cảm thêm. Hình
6A đề xuất một giải pháp bằng cách cung cấp một vòng lặp ngắn của dây xung quanh lá chắn
mặt đất của tàu thăm dòđo,
Bảng 6. Cài đặt Oscilloscope đề nghị để Capture điện áp quá độ

băng thông 20 MHz
Tốc độ lấy mẫu >= 100 triệu mẫu /thứ hai
Reading đứng <=20 mV / phân chia
theo chiều ngang Đọc >=500 ns / bộ phận
hiển thị Infinite bền / Envelope chế độ

Các thông số kỹ thuật vi xử lý Pentium phác thảo một tập hợp của
12 chân cho các phép đo điện áp.VCC2/ VSS cặp được đo A17/B20, A7/B10, G1/K2, S1/V2,
AC1/Z2, AN13/AM10.VCC3/ VSS chân nên được đo theo các thông số kỹ thuật AN21/AM18,
AN29/AM26, AC37/Z36, U37/R36, L37/H36, A25/B28. Những pins là một tập hợp con của tất
cả cácVCC/ VSS, cặp và do đó không nên được một khi đặt tụ điện tách
thiết lập phạm vi được thể hiện trong Bảng 6 được khuyến nghị cho phép đo chính xác. Chết mở
rộng thăm dò thí nghiệm đã được thực hiện trên bộ vi xử lý Pentium với công nghệ MMX.
Những thí nghiệm này kết luận rằng MHz bất cứ thành phần nào tiếng ồn ít hơn 20 có thể được
giảm chết bằng cách tách tụ thêm bên ngoài. Vì vậy, băng thông đo lường trong phạm vi cần
được thiết lập tại 20 MHz, mặc dù một thăm dò với một băng thông của ít nhất 250 MHz nên
được sử dụng. Thăm dò băng thông cao, đảm bảo hiệu quả tổng băng thông 20 MHz. Điểm kích
hoạt nên được đặt ở giữa của dãy núi này và từ từ di chuyển đến cả hai kết thúc cao và thấp của
phạm vi đặc điểm kỹ thuật điện áp. Đọc theo chiều dọc của 20 mV / bộ phận đảm bảo đọc chính
xác và hiển thị dạng sóng thoáng qua. Màn hình hiển thị nên được thiết lập hoặc kiên trì vô hạn
hoặc chế độ phong bì. Lợi thế của việc sử dụng kiên trì vô hạn so với phong bì chế độ cho phép
đo này là điểm tiếng ồn ngẫu nhiên có thể được bỏ qua trong các bài đọc kiên trì vô hạn. Chế độ
phong bì làm cho crispier hiển thị và con trỏ có thể được định vị chính xác hơn
4.3. STPCLK # Chuyển qua chuyển lại
là cần thiết để khẳng định và deassert STPCLK # tín hiệu trong khi thực hiện "hi_pwr2.exe"
chương trình để tạo ra các điều kiện thoáng qua trường hợp xấu nhất. Khẳng định STPCLK # tín
hiệu sẽ đặt các bộ vi xử lý vào nhà nước Stop-Grant (tiêu thụ khoảng 15% hoạt động hiện tại).
Deasserting STPCLK # tín hiệu sẽ trở lại với bộ xử lý trạng thái bình thường. Để mô phỏng
hành vi của hệ thống thực tế, VCC nên được ổn định trước khi khẳng định hoặc deasserting
STPCLK # như thể hiện trong hình

7. Khẳng định và deasserting STPCLK # quá nhanh có thể tạo ra các transients áp không thực
tế. Không có chi tiết kỹ thuật thời gian tối thiểu cần thiết để ổn định VCCkể từ thời gian
dự kiến là phụ thuộc nhiều vào hệ thống (chiều dàicủa lệnh hiện hành, viết chu
kỳ xuất sắc, thời gian đáp ứng của bộ điều chỉnh điện áp, và độ chính xác và số
lượng của tách). Nói chung,STPCLK # nên được khẳng định và các deasserted với tốc
độ 200 Hz đến 100 kHz.
STPCLK toggling # có thể dễ dàng thực hiện bằng cách sử dụngmột máy phát
điện chức năng tiêu chuẩn. Các phép đo thực nghiệmcho thấy tần số biến thể từ
200 Hz đến 100 kHz không ảnh hưởng đến các phép đo VCC. Để dễ dàng đo
lường, toggling STPCLK # giữa những tần số được khuyến khích. Đối
với toggling STPCLK # với một máy phát tần sốchuẩn, một làn sóng vuông được tạo
ra với
3.3V cao điểm, và chu kỳ nhiệm vụ trong phạm vi 25% đến 75%.
Nếu một máy phát điện chức năng không có sẵn, phương tiện thay thế có thể được sử
dụng cho toggling STPCLK #. Hình
8 minh họa một mạch 555 Thơi gian đơn giản mà có thể được sử dụng để sản
xuất một làn sóng vuông với chu kỳ nhiệm vụ của nóđược xác định bởi R2 và
các R1 và các tần số kiểm soát bởi các tụ điện C.
• Chu kỳ = (R1 + R2) / (R1 + 2R2) * 100
• Tần số = 1,44 / (R1 + 2 * R2) / (R2 * C) kết quả thực nghiệm đã chỉ ra
rằng 555 là đủ toggling STPCLK #. Thí nghiệm thực hiện bằngcách sử dụng các
mạch 555 giờ đã thành công trong việc đưa rachính xác các phép đo điện áp thoáng
qua
tại Mục 4.2. Các STPCLK pin ở mặt sau của hội đồng quản trị đượchàn chặt vào một
sợi dây để dễ dàng chuyển đổi qua lại cácSTPCLK #.
Kết nối đầu ra máy phát tín hiệu để các chân hàn STPCLK trên bảngbằng cách sử
dụng một cáp đồng trục 50 Ohm. Các máy phát điệntần số nên sản xuất
một tín hiệu đỉnh 3.3V với một chu kỳ nhiệm vụ25% đến 75%. Kết nối một đầu dò dao
động khác STPCLK hàn pindây (kích hoạt). Hãy chắc chắn rằng không để mặt đất này