Bloková schémata procesorů Intel

Blokové schéma procesoru 80386

Procesor 80386 se skládá z šesti základních jednotek:

• BIU: (Bus Interface Unit - jednotka styku se sběrnicí): Tato jednotka je branou mikroprocesoru k okolnímu světu. Všechny ostatní jednotky procesoru využívají tuto jednotku pro přenos dat mezi procesorem a okolím. Protože BIU pracuje výhradně s fyzickými adresami, je nutné, aby adresa, která je poskytována k provedení operace, byla nejprve převedena na fyzickou adresu.
• IPU(Instruction Prefetch Unit - jednotka předvýběru instrukcí): Tato jadnotka se stará o naplňování šestnáctibytové fronty předvybraných instrukcí pro IDU. IPU nepřetržitě požaduje po vyzvednutí instrukce z fronty IDU, aby BIU doplnila frontu z následující adresy. Instrukce jsou do fronty zapisovány po 4 bytech. V případě provedení instrukce, která způsobí skok, provede IPU vyprázdnění celé fronty a další plnění se provádí od nové adresy.
• IDU:(Instruction Decode Unit - jednotka pro dekódování instrukcí): Jednotka, která má podobnou funkci jako IPU. Vyzvedne z fronty naplněné IPU první byte instrukce a podle něj zjistí délku celé instrukce (může být dlouhá až 16 B). Pak vyzvedne z fronty celou instrukci (popř. požádá BIU o doplnění chybějící části) a převede ji na vnitřní formát. Takto dekódovanou instrukci umístí do své fronty dekódovaných instrukcí, která je schopna pojmout až 3 dekódované instrukce. Zde je instrukce uložena pro potřebu EU.
• EU: (Execution Unit - prováděcí jednotka): Jednotka, která provádí vlastní výpočty. Jejím jádrem je ALU (Arithmetic - Logic Unit), která obsahuje obvody potřebné k aritmetickým a logickým operacím a k provádění instrukcí. Obsahuje také sadu registrů procesoru. Posledním úkolem EU je informovat BIU, že výsledek je potřeba zapsat do operační paměti nebo na periferní zařízení.
• SU: (Segmentation Unit - jednotka segmentace): Tato jednotka má význam především v chráněném a virtuálním režimu, kdy provádí převod virtuální (logické) adresy na adresu lineární.
• PU: (Paging Unit - stránkovací jednotka): Jednotka, která se uplatňuje pouze v chráněném a virtuálním režimu, a to jenom při zapnutém režimu stránkování. Potom PU provádí převod lineární adresy dané SU na adresu fyzickou. Ke své činnosti využívá rychlou vyrovnávací paměť TLB.

Blokové schéma procesoru 80486

Procesor 80486 obsahuje všechny jednotky jako procesor 80386 se stejnou funkcí. Kromě těchto jednotek obsahuje ještě navíc:

• Numerický koprocesor: jednotka provádějící aritmetické výpočty
• 8 kB interní cache paměti: slouží k vyrovnání rychlosti mezi procesorem a externí cache pamětí

Zjednodušené blokové schéma procesoru Pentium

Procesor Intel Pentium obsahuje:

• BIU: jednotka se stejnou funkcí jako u procesoru 80386
• IPU: jednotka se stejnou funkcí jako u procesoru 80386
• EU U: výkonná jednotka U spolu s EU V sdílí blok registrů procesoru
• EU V: výkonná jednotka V
• BTB: paměť sloužící k realizaci dynamického předvídaní větvení
• FPU: jednotka pro aritmetické výpočty, která ke své činnosti využívá bloku registrů
• 8 kB cache pro instrukce: slouží k vyrovnání rychlosti mezi pomalejší externí cache pamětí a rychlejším procesorem
• 8 kB cache pro data: slouží k vyrovnání rychlosti mezi pomalejší externí cache pamětí a rychlejším procesorem

Zjednodušené blokové schéma procesoru Pentium Pro

Procesor Intel Pentium Pro obsahuje podobně jako Pentium jednotku BIU, 8 kB cache paměti pro data a pro instrukce, BTB a jednotku FPU. Kromě toho obsahuje 3 výkonné jednotky (ALU1, ALU2 a ALU3), přerovnávací buffer, který spolu s vyčkávacím stanovištěm slouží k realizaci spekulativního provádění. V rámci jednoho pouzdra je u Pentia Pro také umístěna externí cache paměť o kapacitě 256 kB nebo 512 kB společně s řadičem externí cache paměti.

Procesory Intel: strana 3