13AMT13AMTProcesory Procesory III.I.

Lecture 3Lecture 3

Ing. Martin Molhanec, CSc.Ing. Martin Molhanec, CSc.

PředchůdciPředchůdci(fa INTEL)(fa INTEL)

40044004– 4 bitový procesor, měl řídit kalkulačku4 bitový procesor, měl řídit kalkulačku

80088008– 8 bitový procesor, měl řídit ASCII terminál8 bitový procesor, měl řídit ASCII terminál

80808080– 8 bitový procesor, první s univerzálním účelem8 bitový procesor, první s univerzálním účelem

80858085– Vylepšená verze 8080, hlavně HW (není kompatibilní s Vylepšená verze 8080, hlavně HW (není kompatibilní s

8080)8080) Z80 (fa ZILOG)Z80 (fa ZILOG)

– Vylepšená verze 8080, jak HW (není kompatibilní s Vylepšená verze 8080, jak HW (není kompatibilní s 8080), tak SW8080), tak SW

8086, 8088 – základní údaje8086, 8088 – základní údaje Rok vzniku 1978Rok vzniku 1978

Rychlost 5MHzRychlost 5MHz 29 000 tranzistorů29 000 tranzistorů 3 3 µµm technologiem technologie 10 * rychlejší nežli 808010 * rychlejší nežli 8080

16 bitová CPU16 bitová CPU 1 MB fyzické paměti1 MB fyzické paměti 20 bitová adresa20 bitová adresa 16 bitová data – 808616 bitová data – 8086 8 bitová data – 8088 8 bitová data – 8088

(ekonomické řešení)(ekonomické řešení)

8086, 8088 - vlastnosti8086, 8088 - vlastnosti První 16 bitový procesorPrvní 16 bitový procesor

Ve své době velmi dobré řešeníVe své době velmi dobré řešení– Cena, výkon, kompatibilita,…Cena, výkon, kompatibilita,…

Rozdíl ve vnější datové sběrniciRozdíl ve vnější datové sběrnici– 8086 : 16 bitů8086 : 16 bitů– 8088 : 8 bitů (možnost využívat desky pro 8 bit, levné!)8088 : 8 bitů (možnost využívat desky pro 8 bit, levné!)

Vnější matematický koprocesor 8087! Vnější matematický koprocesor 8087!

První IBM PC využívalo právě z ekonomických důvodů První IBM PC využívalo právě z ekonomických důvodů procesor 8088!procesor 8088!

První verze osobních počítačů fy IBMPrvní verze osobních počítačů fy IBM– IBM PC (jen FD)IBM PC (jen FD)– IBM PC XT (IBM PC XT (eXtended eXtended TTechnologyechnology) (měl už HD!)) (měl už HD!)

IBM PCIBM PC Základní systémZákladní systém

– Základní deska (MB)Základní deska (MB)s CPU a RAM a s CPU a RAM a sběrnicísběrnicí

– Rozšiřující deskyRozšiřující desky(řadiče, modem, …)(řadiče, modem, …)

– Rozšiřující periferieRozšiřující periferie(FD, HD)(FD, HD)

– Skříň (CASE)Skříň (CASE)

Externí periferieExterní periferie– MonitorMonitor– KlávesniceKlávesnice– MyšMyš

(později, ale už pod (později, ale už pod DOSem)DOSem)

– TiskárnaTiskárna– ModemModem– ……

80286 – základní údaje80286 – základní údaje Rok vzniku 1982Rok vzniku 1982

Rychlost 8MHzRychlost 8MHz 134 000 tranzistorů134 000 tranzistorů 1.5 1.5 µµm technologiem technologie 3 až 6 * rychlejší nežli 3 až 6 * rychlejší nežli

80868086

16 bitová CPU16 bitová CPU 16 MB fyzické paměti16 MB fyzické paměti 1 GB virtuální paměti1 GB virtuální paměti 24 bitová adresa24 bitová adresa 16 bitová data – 8028616 bitová data – 80286

Kam zmizely 80186 a 80188?

80186 a 80188

Jsou speciální procesory, které měly vlastnosti procesorů tzv. jednočipových.

Obsahovaly řadič přerušení, DMA, čitače a seriový I/O. Porty neobsahovaly. Používaly se hodně a dlouho v řídicích systémech !

80288 existovala, ale v PC se nepoužívala!

80286, 80288 - vlastnosti80286, 80288 - vlastnosti

V reálném módu zpětně kompatibilní s 8086, V reálném módu zpětně kompatibilní s 8086, ale rychlejší!ale rychlejší!

V chráněném módu umožňuje pracovat s V chráněném módu umožňuje pracovat s větší pamětí, přestože je interně stále pouze větší pamětí, přestože je interně stále pouze 16 bitový.16 bitový.

Podpora multitasku a práce s virtuální Podpora multitasku a práce s virtuální pamětí.pamětí.

Čip s mnoha kompromisy.. Čip s mnoha kompromisy..

80286, 80288 - vlastnosti80286, 80288 - vlastnosti

Rozdíl ve vnější datové sběrniciRozdíl ve vnější datové sběrnici– 80286 : 16 bitů80286 : 16 bitů– 80288 : 8 bitů (možnost využívat desky pro 8 bit, levné!)80288 : 8 bitů (možnost využívat desky pro 8 bit, levné!)

Vnější matematický koprocesor 80287! Vnější matematický koprocesor 80287!

Verze osobních počítačů fy IBMVerze osobních počítačů fy IBM– IBM PC AT (Advanced TIBM PC AT (Advanced Technologyechnology))

MS DOSMS DOS– Pro tento OS neměl podstatný význam !Pro tento OS neměl podstatný význam !

Žádný MS DOS 286 nevzniklŽádný MS DOS 286 nevznikl– Využíván tzv. Využíván tzv. extenderyextendery, které se využívaly hlavně pro , které se využívaly hlavně pro

programování her!programování her!

80386, 80386SX – základní údaje80386, 80386SX – základní údaje

Rok vzniku 1985Rok vzniku 1985

Rychlost 16MHzRychlost 16MHz 275 000 tranzistorů275 000 tranzistorů 1 1 µµm technologiem technologie

32 bitová CPU32 bitová CPU 4 GB fyzické paměti4 GB fyzické paměti 64 TB virtuální paměti64 TB virtuální paměti 32 bitová adresa32 bitová adresa 32 bitová data – 8038632 bitová data – 80386 16 bitová data – 80386SX 16 bitová data – 80386SX

(ekonomické řešení)(ekonomické řešení)

80386, 80386SX - vlastnosti80386, 80386SX - vlastnosti Podobně jako 80286 je v reálném módu zpětně kompatibilní Podobně jako 80286 je v reálném módu zpětně kompatibilní

s 8086, ale rychlejší!s 8086, ale rychlejší!

V chráněném módu umožňuje pracovat s větší pamětí V chráněném módu umožňuje pracovat s větší pamětí (4GB/64TB) s lineární adresou, protože je interně už 32 (4GB/64TB) s lineární adresou, protože je interně už 32 bitový!bitový!Mimo segmentaci podporuji i stránkování!Mimo segmentaci podporuji i stránkování!

Ještě vyšší podpora multitasku a práce s virtuální pamětí.Ještě vyšší podpora multitasku a práce s virtuální pamětí.Podpora vytváření tzv. virtuálních počítačů! Možnost Podpora vytváření tzv. virtuálních počítačů! Možnost vykonávat kód procesoru 8086 ve virtuálním módu vykonávat kód procesoru 8086 ve virtuálním módu současně s kódem pro chráněný režim.současně s kódem pro chráněný režim.

Programátorský model 80386 platí dodnes !

80386, 80386SX - vlastnosti80386, 80386SX - vlastnosti Rozdíl ve vnější datové sběrniciRozdíl ve vnější datové sběrnici

– 80386 : 32 bitů80386 : 32 bitů– 80386SX : 16 bitů (možnost využívat desky pro 16 bit, levné!)80386SX : 16 bitů (možnost využívat desky pro 16 bit, levné!)

Vnější matematický koprocesor 80387! Vnější matematický koprocesor 80387!

Osobních počítačů typu IBM PCOsobních počítačů typu IBM PC– IBM ztratila vedoucí postavení, počítač typu PS/2 nebyl IBM ztratila vedoucí postavení, počítač typu PS/2 nebyl

úspěšný!úspěšný!– Vedení vývoje se ujali tzv. výrobci klonů, například COMPAQ, Vedení vývoje se ujali tzv. výrobci klonů, například COMPAQ,

AST, aj.AST, aj.

Operační systémyOperační systémy– MS Windows, Linux, aj. – mají schopnost vykonávat kód MS Windows, Linux, aj. – mají schopnost vykonávat kód

programů pro MS DOS ve virtuálním režimu!programů pro MS DOS ve virtuálním režimu!

VýrobciVýrobci– Silný nástup výrobců kompatibilních čipů, například AMD, aj.Silný nástup výrobců kompatibilních čipů, například AMD, aj.

Přehled prvních procesorů fy INTEL Přehled prvních procesorů fy INTEL pro IBM PCpro IBM PC

InterníInternídatadata

ExterníExternídatadata

adres.adres.sběr.sběr.

paměťpaměť FPUFPU CacheCacheL1L1

CacheCacheL2L2

módmód

80868086 1616 1616 2020 1 MB1 MB NENE NENE NENE RealReal

80888088 1616 88 2020 1 MB1 MB NENE NENE NENE RealReal

8028680286 1616 1616 2424 16 MB16 MB NENE NENE NENE RealReal286286

8038680386 3232 3232 3232 4 GB4 GB NENE NENE ANOANO RealReal386386286286V86V86

80386SX80386SX 3232 1616 2424 16 MB16 MB NENE NENE ANOANO RealReal386386286286V86V86

Přehled prvních procesorů fy INTEL Přehled prvních procesorů fy INTEL pro IBM PCpro IBM PC

Zahájení Zahájení výrobyvýroby

Frekv.Frekv. Techn.Techn. PočetPočettranz.tranz.

PočetPočetpinůpinů

PouzdroPouzdro

80868086 19781978 5 -105 -10 3 3 μμmm 29 00029 000 4040 DIPDIP

80888088 19791979 5 - 85 - 8 3 3 μμmm 29 00029 000 4040 DIPDIP

8028680286 19821982 6 - 206 - 20 1.5 1.5 μμmm 134 000134 000 68 68 PGAPGAPLCCPLCC

8038680386 19851985 16 – 4016 – 40 1 1 μμmm 275 000275 000 132132 PGAPGAPQFPPQFP

80386SX80386SX 19881988 16 – 3316 – 33 1 1 μμmm 275 000275 000 132132 PLCCPLCCPQFPPQFP

DIP – Dual InLine PackagePGA – Pin Grid Array

PLCC – Plastic Leaded Chip CarrierPQFP - Plastic Quad Flat Package

POUZDRAPOUZDRA

DIP (DIL)(Dual InLine Package)

PGA(Pin Grid Array)

PLCC(Plastic Leadless Chip Carrier)

Zvětšuje se počet pinů

Je levnější!

SMT (Surface Mount

Technology)

POUZDRAPOUZDRA

DIP (DIL)(Dual InLine Package)

PGA(Pin Grid Array)

PQFP(Plastic Quad Flat Package)

Zvětšuje se počet pinů

Je levnější!

SMT (Surface Mount

Technology)

poznámkypoznámky Procesory fy INTEL vyráběla v Evropě fa SIEMENS (licence)Procesory fy INTEL vyráběla v Evropě fa SIEMENS (licence)

Známé a výkonnější byly klony od fy NEC (V20, V30, …)Známé a výkonnější byly klony od fy NEC (V20, V30, …)– Měly lepší architekturu a HW emulaci 8080, při zachování plné Měly lepší architekturu a HW emulaci 8080, při zachování plné

HW i SW slučitelnosti !HW i SW slučitelnosti !

Nelegální kopie vyráběly státy RVHPNelegální kopie vyráběly státy RVHP

ČSSR : 8080ČSSR : 8080 SSSR : 8086SSSR : 8086NDR : Z80NDR : Z80 BLR : ? MotorolaBLR : ? Motorola

Speciální verzeSpeciální verze– 80386SL, 80386SLC : pro nízký příkon80386SL, 80386SLC : pro nízký příkon– 80386EX : pro řídicí účely, podobně jako 8018680386EX : pro řídicí účely, podobně jako 80186