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ch2微处理器80286

80286

  • 特征:

    16位CPU

    两种工作方式:实地址方式、保护方式 (MMU支持虚拟存储)

    (保护方式下,直接寻址16MB物理地址空间,虚拟存储空间为1GB)

    有24条地址线、16条数据线

    内部寄存器:

    通用寄存器、IP和段寄存器等与8086相同,增加保护方式下 描述符寄存器GDTR/LDTR/IDTR。

    支持多用户和多任务

  • 结构

    地址单元AU、指令单元IU、执行单元EU、总线单元BU

    80286

    80286_2

  • 工作方式

    • 实地址模式 (86模式)

      把80286作为一个高速的8086来使用

    • 保护方式(虚地址方式)

      目的:实现任务和操作系统、任务和任务间的隔离及保护

      4级层次的保护结构:操作系统,0级(最高);系统服务程序,1级;应用服务程序,2级;应用程序,3级

程序在磁盘存储器(虚拟存储器)(当执行程序时)加载  => 物理存储器 [映射: 虚拟地址 -> 实地址]

![80286_reflect](./2_ch2_80286_figure/80286_reflect.png)

* MMU:支持对虚拟存储器的访问

采用32位虚地址指示器寻址:

一个数据结构,包含了16位段选择字(进入存储器中一个称为描述符表的参数)和16位偏移地址

80386

  • 特征:

    32位CPU

    三种工作方式:实地址方式、保护方式、虚拟8086方式 (分段部件SU、分页部件PU支持虚拟存储)

    (保护方式下,直接寻址4GB物理地址空间,虚拟存储空间为64TB)

    32条地址线、32条数据线

    80386内部包含 7类 32个寄存器:

    通用寄存器(8个,32位) ;

    指令指针寄存器和标志寄存器(2个) ;

    段寄存器和段描述符寄存器(6个) ;

    系统地址寄存器(4个) ;

    控制寄存器(4个) ;

    调试寄存器(6个) ;

    测试寄存器(2个) ;

    80386_register

  • 结构

    CPU

        -指令预取部件(IPU)
    

    ​ -指令译码部件(IDU)

    ​ -执行部件(EU)存储器管理部件

    (MMU)

    ​ -分段部件(SU)

    ​ -分页部件(PU)

    总线接口部件(BIU)

    80386

  • 实地址方式 && 虚拟8086方式 区别

    1. 实地址方式不支持多任务,实地址是对整个CPU的,虚拟8086方式是对CPU多任务状态下某任务的;
  1. 实地址方式下整个系统的寻址空间为1MB,虚拟8086方式下每个任务的寻址空间1MB;
  2. 实地址方式下内存采用分段方式,虚拟8086方式下内存采用分段方式 + 分页方式

80486

  • 与80386的不同

    增加 内部集成高速缓存Cache和浮点单元FPU

    高速缓冲存储器(Cache)

    ​ 指令和数据公用的8KB高速缓存,采用最近最少使用法则进行自动更新,约92%的命中率

    浮点单元(FPU)

    ​ 单独的浮点处理单元,直接进行浮点处理

pentium奔腾CPU

  • 与80486区别

    内部集成16KB高速缓存和浮点协处理器;

    有最多36条地址线、64条数据线;

    常用运算指令采用硬件实现,不再使用微码解释执行,指令执行进一步加快;

    加入了多媒体增强技术,提高在多媒体和通信中的性能;

    主频提高,功耗降低;

    指令缓存I-Cache与数据缓存D-Cache分开