فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 25

Microprocessor

1- مقدمه اي بر ريزپرازند

2- ساختار عمومي ريزپردازنده هاي پيشرفت

3- معماري ريزپردازنده؟

- مجموعه دستورالعمل هاي ريزپردازنده

- قالب داده ها

- قالب براي دستورالعمل ها

- شيوه هاي آدرس دهي

4- سلسله مراتب حافظه

- رجيستر فايل

- Cache

- حافظه مجازي و صفحه بندي

- قطعه بندي

- جداول صفحه، TBL،‌ حفاظت

5- پايپ لاين

- خط لوله دستورالعمل

- مخابرات خط لوله

- پيشگويي انشعاب

- Bypassing يا Result Forwarding

6- (Instruction Level Parallelism) IPL

- ILP چيست؟

- محدودتي هاي ILP

- پردازنده هاي سوپر اسكالر

- اجراي ترتيبي و خارج از نوب

- Register renaming

- پردازنده هاي VLIW

- تكنيك هاي كامپايل براي ILP

7- اصول كامپيوترهاي RISC

- RISC در برابر CISC

  - ارزيابي سيستم هاي RISK

  - ارزيابي Cache در مقابل رجيستر فايل تراشه

 8- I/O

 - گذرگاه هاي I/O

 - وقفه ها

  - Memory Marred I/O

 - DMA

  - دستگاه هاي I/O

  - سيستم هاي ديسك

9- چند پردازنده اي

  - speedup و كارآيي

  - سيستم هاي چند پردازنده اي

  - سيستم هاي Message passing

  - سيستم هاي Shared Memory

  Case Study

  حانواده اينتل

  - معماري خانواده اينتل

 - مجموعه ثبات:

 - قالب هاي داده

  - شيوه هاي آدرس دهي

  - ئقفه

  - قطعه بندي

  - صفحه بندي

  - مكانيزم حفاظت

  - پنتيوم

  - ريزپردازنده هاي i486 و i386

 خانواده موتورولا M68000

 - ثبات هاي پردازنده

  - قالب هاي داده

  - شيوه هاي آدرس دهي

  - مجموعه دستورالعمل ها

  - مديريت حافظه

  ريزپردازنده هاي پيشرفته RISC

  - پردازنده DEC Alpha AXP

  - معماري آلفا

  خانواده Power PC

  - معماري Power PC

  - IBM RS/6000

  خانواده Sparc

  - معماري اسپارك

  - سوپر اسپارك

  خانواده MIPS RX000

  - معماري MIPS

  - R4400 و MIPS R4000

  - خانواده اينتل i86

  خانواده موتورولا M88000

 - معماري M88000

  - معماري MC88110

  معماري HP

  - معماري

  - حافظه

  مقدمه

در اواسط دهه 70 ريزپردازنده ها ساختار ساده اي داشتند و در اين زمان هر ريزپردازنده از يك واحد پردازشگر مركزي (cpu) و يك تراشه LSI (شامل 5/000 ترازيستور) تشكيل شده بود و با فركانس 1 تا 5 مگاهرتز در يك سيستم 8 بيتي كار مي كرد و اين ريزپردازنده ها داراي 2 الي 7 ثبات 8 بيتي بودند. به خاطر قيمت و بهاي اندك و اندازه كوچك ريزپردازنده ها، در بيشتر سيستم هاي كامپيوتري از آنها استفاده مي شد و به جائي رسيد كه جايگزين سيستم هاي mainframe و ميكروكامپيوترها شدند. با ظهور ريزپردازنده ها هر خانه اي داراي يك كامپيوتر ديجيتالي است.

از دهه 70 به بعد ريزپردازنده ها تغييرات زيادي كرده اند و در دهه 90 ريزپردازنده ها 32 بيتي تا 64 بيتي شدند. و با فركانس هايي از 25 تا 200MHZ كار مي كردند و عملاً داراي تراشه هايي با سه ميليون ترازيستور بودند (VISI). اكثر اين ريزپردازنده ها قادر بودند بيشتر از يك دستورالعمل را در يك چرخه اجرا كنند. تمامي ريزپردازنده‌هاي پيشرفته داراي يك تراشه FPU هستند و اكثر آن ها داراي 16تا 32 ثبات همه منظوره در cpu و يك رجيستر فايل با 32 ثبات براي IU و يك رجيستر فايل با 32 ثبات جداگانه براي FPU هستند.

خيلي از ريزپردازنده ها براي عمليات شناور و عمليات صحيح داراي Operational Unit هستند و مقدار قابل توجهي Cache دارند. در اكثر آنها Cache شامل Cache داده و Cache دستورالعمل است . كارآيي ريزپردازنده هاي پيشرفته امروز مساوي يا بيشتر از Mainframe و يا سوپر كامپيوترهاي دوران قبل مي باشد.

تعداد زيادي كارخانه سازنده ريزپردازنده وجود دارد كه داراي ويژگي هاي خاص خود مي باشند و دو گروه از گسترده ترين خانواده ريزپردازنده كه در دهه 70 ساخته شده اند عبارتند از اينتل X86 يا 80X86 و خانواده موتورولا M680X0.

نزديك به دهه 80 ما شاهد يك توسعه موازي روي معماري هاي جديد بوده ايم كه تمايل به كامپيوترهائي با مجموعه دستورالعمل كاهش يافته يا RISC بوده اند. خانواده هاي اينتل X86 و موتورولا M68000 از كلاس غيرRISK يعني كامپيوترهايي با مجموعه دستورهاي پيچيده يا CISC تشكيل شده اند.

اينتل، يك ريزپردازنده 4 بيتي به نام 4004 در سال 1971 شروع كرد كه در يك ماشين حساب معمولي بكار ميرفت، و به آساني محاسبات BCD را انجام ميداد. در سال 1972 ريزپردازنده 8 بيتي 8008 توسعه يافت و در سال 1974 يك ريزپردازنده قدرتمند 8 بيتي به نام 8080 تولد يافت و به دنبال آن 8085 در سال 1976 به بازار آمد. بخشي از معماري 8085/8080 همانند مجموعه ثبات ها در خانواده X86 همچنان استفاده مي شود. اينتل ساخت ريزپردازنده هاي خانواده X86 را با يك ريزپردازنده 16 بيتي به نام 8086 در 1978 آغاز كرد و عملاً تمامي كارخانه هاي معروف ريزپردازنده هاي 16 بيتي بعد از دهه 70 و تا نزديك دهه 80 از يك تراشه ارزان قيمت و يك گذرگاه خارجي 8 بيتي با يك معماري داخلي 16 بيتي استفاده مي كردند.

در سال 1969 ريزپردازنده 8080 با باس خارجي 8 بيتي و گذرگاه داخلي 16 بيتي ايجاد شد و براي گذرگاه داده خود 50% به