kaiyun.ccm X86架构CPU的逻辑原理

发布于:25-03-02 播放次数:

X86体系结构是由微处理器执行的一组计算机语言指令。它是指英特尔通用计算机系列的标准号码缩写,还标识了一组通用的计算机说明。

X86是英特尔通用计算机系列的标准号码缩写kaiyun全站网页版登录,并且还标识了一组通用的计算机说明。 X与处理器无关。这是所有 *86个系统的简单通配符定义,例如:i386,586,五角形。由于早期Intel的CPU数量如8086和80286的编号,并且整个系列中的CPU兼容CPU,因此X86用于识别使用的指令集。 Pentium,P2,P4和Celeron系列都支持X86指令系统,因此它们都属于X86家族。

X86指令集是由美国英特尔公司(Intel Corporation)专门开发的,其第一个16位CPU(i8086)。 IBM在1981年推出的世界第一台PC中的CPU-I8088(I8086简化版本)也使用X86说明。同时,X87芯片系列数学处理器添加了以提高计算机中浮点数据处理能力的处理能力,还使用X87指令。将来,X86指令集和X87指令集集体称为X86指令集。尽管随着CPU技术的持续开发,英特尔已连续开发了较新的I80386和I80486到今天的Pentium 4(以下称为P4)系列,以确保计算机能够继续运行过去的各种应用程序,以确保以x86的x86指示,以保护和继承富裕的软件开yun体育app官网网页登录入口,以保护和继承丰富的软件,以保护和继承所有的CPU,以供x86指示x86。

除了英特尔外,AMD和Cyrix等制造商还连续生产了可以使用X86指令集的CPU。由于这些CPU可以运行为Intel CPU开发的所有各种软件,因此计算机行业内部人员将这些CPU列为Intel与CPU兼容的产品。由于Intel X86系列及其兼容CPU使用X86指令集,因此已经形成了当今的巨大X86系列和兼容的CPU阵容。当然,X86系列CPU在台式机(便携式)计算机中不使用。一些服务器和Apple(Macintosh)机器还使用来自美国Digital(Digital)的Alpha 61164和PowerPC 604E系列CPU。

英特尔从8086开始,并使用相同的CPU体系结构286、386、486、586、586,P1,P2,P3和P4,统称为X86。

X86体系结构CPU的逻辑原理

1。von Lewyman系统的操作过程:

1。不再提到CPU的历史。有兴趣的朋友可以在线搜索。

2。X86CPU基于von Lewyman架构系统,因此基本上只是这些要点:

①。指令集和数据以二进制表示,并在一个内存中混合。

②。该计算机由算术设备,控制器,内存(缓存),输入设备和输出设备组成。 PS:缓存与寄存器不同,寄存器分布在控制器和操作员中。

③。指令接一个地执行。

如下图所示:

X86架构CPU的逻辑原理

2。以下是几个主要组成部分:

寄存器:在CPU存储金字塔的最高水平,最小的容量和最快的速度(1-10个指令周期)。主要功能是存储通过计算器计算数据的数据。每个功能都有不同的功能。

控制器:由数据寄存器,指令登记册,程​​序计数器,指令解码器,计时生成器和操作控制器组成。

算术:操作员由算术逻辑单元(ALU)kaiyun.ccm,累积寄存器,数据缓冲寄存器和状态条件寄存器组成。

3。执行过程:

执行指令时,程序对抗首先记录当前地址,将其放在地址记录器中,并添加程序计数器(指向下一个指令的地址)。

然后从内存中读取指令并放置在指令寄存器(IR)中。然后将其传输到指令解码器,特定功能如下:

说明解码器:

(1)解码分析。确定命令应完成的操作,并为相应操作生成控制潜力。为了参与此命令功能的形成,所有控制命令(微操作控制信号)。

(2)根据地址方法的分析和说明功能要求(8086使用段地址 +偏移地址合成20位地址范围,并从32位中消除),形成操作数的有效地址,操作数(操作类型的操作指令)在此地址或转移地址(转移型说明)上(转移型说明)进行了转移,以指出程序。

指令寄存器中OPCODE字段的输出是指令解码器的输入。一旦操作代码解码,可以将特定操作的特定信号发送到操作控制器。

定时生成器:正时信号发生器是生成命令周期控制正时信号的组件。当CPU开始获取指令并执行指令时,操作控制器使用定时信号生成器生成的正时脉冲顺序和不同的脉冲间隔,以提供计算机各个部分操作所需的各种微操作时序控制信号,并指挥机器的各种组件以秩序和节奏的方式操作。 (一种将数据与指令区分开的方法。有关详细信息,请参阅有关我的CPU体系结构之间区别的文章)

然后将指令传递给计算器。寄存器获得解码结果,并使用数据总线来获取数据缓存。然后,逻辑操作(和非)算术操作是根据要求执行的,然后通过数据缓冲区寄存器将其传输到外部世界。

操作控制器:通用控制方法包括同步控制,异步控制和关节控制。

1。同步控制方法:指令中任何指令或执行每个微型操作的操作由带有统一参考时间量表的确定定时信号控制。也就是说,所有操作均由统一时钟控制并在标准时间内完成。 (在同步控制下,每个定时信号的结束意味着计划的工作已经完成,随后的微功能将被执行或自动切换到下一个命令。)

2。异步控制方法:没有统一的同步信号,并且使用Q&A方法执行正时协调,并将上一个操作的答案用作下一个操作的开始信号。

3。关节控制方法:结合同步控制和异步控制。它通常的设计思想是采用一种同步方法或主要基于功能组件中同步方法的控制方法。在功能组件之间采用异步方法。

操作员大致分为逻辑操作(和非)和数值操作(以添加形式转换为加法,减法,乘法和除法)。

如下图所示:

X86架构CPU的逻辑原理