ПК на основе процессора INTEL 80286
ры
представлены на рисунке ("невидимые" изображены одинарной линией).
|AX |AH |AL |
|BX |BH |BL |
|CX |CH |CL |
|DX |DH |DL |
|SP |
|BP |
|SI |
|DI |
|Права доступа к |Базовый адрес |Размер сегмента | |CS |
|сегменту CS |сегмента CS |CS | | |
|Права доступа к |Базовый адрес |Размер сегмента | |DS |
|сегменту DS |сегмента DS |DS | | |
|Права доступа к |Базовый адрес |Размер сегмента | |SS |
|сегменту SS |сегмента SS |SS | | |
|Права доступа к |Базовый адрес |Размер сегмента | |ES |
|сегменту ES |сегмента ES |ES | | |
|IP |
|F |
|MSW |
|Базовый адрес таблицы |GDTR |
|Базовый адрес таблицы |IDTR |
|Права |Базовый адрес сегмента с |Размер сегмента с | |LDTR |
|доступа |локальной дескрипторной |локальной таблицей| | |
| |таблицей | | | |
|Права |Базовый адрес сегмента |Размер сегмента с | |TR |
|доступа |состояния текущей задачи |состоянием задачи | | |
Регистры можно объединить в группы по схожести выполняемых ими
функций. В первую группу, называемую группой регистров общего назначения,
входят регистры AX, BX, CX, DX. Они предназначены в основном для хранения
данных- шестнадцати битных слов. Только регистры BX и DX могут
дополнительно использоваться как адресные: регистр BX- как адрес смещения
байта или слова в оперативной памяти, регистр DX- как адрес порта
ввода/вывода. При обработке данных каждый из этих регистров имеет свои
особенности. Например, регистр AX всегда используется как один из операндов
в команде умножения, регистр CX используется как счетчик командой LOOP
организации цикла, DX как расширение регистра AX в командах умножения и
деления. Эти регистры можно рассматривать как состоящие из двух
однобайтовых регистров каждый: AX состоит из AH и
AL, BX- из BH и BL и т.д.
Следующую группу образуют регистры SP, BP, SI, DI. Эта группа
называется группой адресных и индексных регистров. Из названия видно, что
эти регистры могут использоваться в качестве адресных. Кроме того, их можно
использовать в качестве операндов в инструкциях обработки данных.
Третья группа регистров CS, DS, SS, ES образует группу сегментных
регистров. В процессоре 80286 доступ к данным и коду программы
осуществляется через "окна" размером максимум 64К каждое. Есть окно с
программой, его начало определяется регистром CS; есть окно с данными,
начало которого определяется регистром DS. Начало окна со стеком
определяется регистром SS, а дополнительного окна с данными- регистром ES.
В процессоре 80286 появилась возможность размещать таблицу векторов
прерываний в произвольном месте оперативной памяти, а не обязательно в
самом начале, как в процессоре 8086. Для этого имеется специальный регистр
IDTR, по структуре аналогичный специальному сорока битному регистру GDTR
(определяющий положение и размер глобальной дескрипторной таблицы, для
определения же локальной дескрипторной таблицы имеется шестнадцати битный
регистр LDTR). Он определяет начало и размер таблицы векторов прерываний.
Имеются так же специальные команды его чтения и записи.
Регистр IP служит для хранения адреса смещения следующей исполняемой
команды, а регистр F- для хранения флагов.
В процессоре 80286 появился новый регистр MSW, называемый словом
состояния, или регистром состояния. Его значение прежде всего в том, что,
загружая этот регистр состояния специальным значением (с битом PE=1), мы
тем самым переключаем режим работы с обычного на защищенный.
И наконец, последний девятнадцатый регистр TR служит для организации
многозадачной работы процессора в защищенном режиме. В обычном режиме он
просто недоступен. Этот регистр служит селектором сегмента состояния
задачи. Существуют выполняемые только в защищенном режиме команды чтения
этого регистра TR и записи в него.
Таким образом, а процессоре 80286 при сравнении его с 8086 появилось
пять новых "видимых" регистров и шесть "невидимых", четыре из которых
связаны с регистрами CS, DS, SS, ES. Все новые регистры служат для
управления доступом к памяти и организации многозадачной работы процессора.
Память
В отличие от недавно появившихся типов памяти, работа ИС асинхронной
памяти не привязана жестко к тактовым импульсам системной шины. Поэтому
данные на этой шине появляются в произвольные моменты времени (асинхронно).
Но поскольку контроллер памяти (и системной шины) - устройство синхронное,
то отсчет времени ведется в тактах. И если данные появятся на выходах ИС
даже сразу после тактового импульса, они будут обработаны только с приходом
следующего импульса. Это ограничивает возможности асинхронных ИС. Самым
первым способом обмена данными с ОЗУ был так называемый Conventional с
рабочей частотой от 4,77 до 40 МГц. Он позволял считывать и записывать
информацию в строку только на каждый пятый такт (по механизму, описанному
ранее). Поэтому из-за своей медлительности он вскоре был заменен более
прогрессивными типами. Для Conventional общее число тактов, затрачиваемых
на пересылку 4 строк данных, равно 20 (5 тактов для доступа по первому
адресу – 5 по второму – 5 по третьему – 5 по четвертому).
FPM
Это самый ранний тип памяти, применявшийся во всех 286-386
компьютерах. В нем реализован режим постраничной адресации (fast page
mode). Этот режим основан на том, что после выбора строки в ядре передача
данных на выход и с выхода выполняется просто подключением к
входным/выходным формирователям данных нужного "столбца" (столбцов, если
понимать под столбцом один разряд в матрице ядра). Следовательно, при
повторных обращениях к одной и той же строке ядра не нужно подавать адрес
строки, дешифрировать его, считывать строку. В FPM повышение скорости
обмена данными достигается благодаря передаче полного адреса (строки и
столбца) только при первом обращении к памяти. При остальных обращениях в
пределах той же строки указывается лишь сокращенный адрес (только столбцы).
В результате потери времени сокращаются на два такта, ранее нужные для
передачи адреса каждой строки (нет тактов для передачи собственно адреса
строки и активизации сигнала RAS). Схема чтения FPM теперь другая -
5–3–3–3, даже на частоте 66 МГц. По сравнению с Conventional (20 тактов)
это дает увеличение производительности на целых 70%. Однако если программа
часто обращается к разным областям памяти, переходя на другую строку ядра,
то формируется полный адрес, что сводит преимущества метода на нет. К
счастью, на практике часто происходит обмен достаточно крупными сплошными
массивами данных (например, многие команды процессора кодируются
несколькими байтами). Возможно, именно поэтому метод был положен в основу
всех последующих технологий, однако нужно все же не забывать, что все их
преимущества также проявляются только в пределах одной страницы (строки
ядра).
EDO
Архитектура EDO (extended data output) характеризуется увеличенным по
сравнению с FPM временем хранения данных на выходе микросхемы. Дело в том,
что в обычных ИС FPM выходные данные остаются действительными только при
активном сигнале CAS (рис. 2б). Из-за этого при втором и последующих
доступах к странице требуется три такта: такт переключения CAS в активное
состояние, такт считывания данных и такт переключения CAS в неактивное
состояние. В ИС EDO данные запоминаются во внутреннем регистре по активному
(спадающему) фронту сигнала CAS и сохраняются еще некоторое время после
появления следующего активного фронта. Это позволяет нормально использовать
данные, когда CAS переведен в неактивное состояние. При этом схема чтения у
EDO уже 5–2–2–2 (11), что на 20% быстрее FPM (14), и нормальная работа
возможна даже при тактовой частоте контроллера памяти (и системной шины) 75
МГц. Память EDO до сих пор верой и правдой служит во всех компьютерах с
частотой процессора до 166 МГц (и с системными платами на чипсетах до Intel
430 FX), а также во многих видеоускорителях трехмерной графики. EDO также
используется в тех случаях, когда мощный контроллер памяти сам оптимизирует
организацию банков памяти и их чередование при многобанковой структуре ОЗУ,
характерной для некоторых серверов. Несмотря на появление других типов,
этот тип ИС еще долго не уйдет со сцены - это подтверждается и тем, что
ведущие производители чипов ОЗУ начали выпуск модулей со 128 Мб.
BEDO (burst EDO - EDO с пакетной пересылкой данных)
Архитектура BEDO была разработана в компании VIA Technologies - известном
производителе чипсетов для материнских плат. В ней наряду с технологиями
FPM и EDO используется пересылка данных пакетами (burst). Новизна такого
метода в том, что при первом обращении данные автоматически считываются
сразу же для нескольких последовательных слов (ведь ядро устроено так, что
всегда считывается целая строка, то есть все столбцы становятся известны).
При
| |  скачать работу |
ПК на основе процессора INTEL 80286 |
