Перейти на главную страницу
Поиск по сайту

Современные процессоры и их характеристики

Это был первый представитель данного семейства процессоров, в котором были реализованы многозадачность и защищенная архитектура. В последующих поколениях процессоров этого семейства защищенный режим становится основным режимом работы. В новых поколениях процессоров Intel появился еще один режим работы - режим системного управления. Впервые он был реализован в процессорах 80386SL и i486SL. Начиная с расширенных моделей Intel486, этот режим стал обязательным элементом архитектуры Современные процессоры их характеристики. С его помощью прозрачно даже для операционной системы на современные процессоры их характеристики BIOS реализуются функции энергосбережения. Защищенный современные процессоры их характеристики Protected Mode Основным режимом работы микропроцессора является защищенный режим. Ключевыми особенностями защищенного режима являются:и. В защищенном режиме программа оперирует адресами, которые могут относиться к физически отсутствующим ячейкам памяти, поэтому такое адресное пространство называется виртуальным. Размер виртуального адресного пространства программы может превышать емкость физической памяти и достигать 64Тбайт. Для адресации виртуального адресного пространства используетсяв которой адрес состоит из двух элементов: селектора сегмента и смещения внутри сегмента. С каждым сегментом связана особая структура, хранящая информацию о нем, - дескриптор. Кроме "виртуализации" памяти на уровне сегментов существует возможность "виртуализации" памяти при помощи страниц. Страничная трансляция предоставляет удобные средства для реализации в операционной системе функций подкачки, а кроме современные процессоры их характеристики в процессорах P6+ обеспечивает 36-битную физическую адресацию памяти 64Гбайт. Встроенные средства переключения задач обеспечивают многозадачность в защищенном режиме. Среда задачи состоит из содержимого регистров МП и всего кода с данными в пространстве памяти. Микропроцессор способен быстро переключаться из одной среды выполнения в другую, имитируя параллельную работу нескольких задач. Для некоторых задач может эмулироваться управление памятью как у процессора 8086. Такое состояние задачи называется. О пребывании задачи в таком современные процессоры их характеристики сигнализирует бит VM в регистре флагов. При этом задачи виртуального МП 8086 изолированы и защищены, как от друг друга, так и от обычных задач защищенного режима. Защита задач обеспечивается следующими средствами:,и. Контроль пределов и типов сегментов обеспечивает целостность сегментов кода и данных. Программа не имеет права обращаться к виртуальной памяти, выходящей за предел того современные процессоры их характеристики иного сегмента. Программа не имеет права обращаться к сегменту данных как к современные процессоры их характеристики и наоборот. Архитектура защиты микропроцессора обеспечивает 4 иерархических уровня привилегий, что позволяет ограничить задаче доступ к отдельным сегментам в зависимости от ее текущих привилегий. Кроме того, текущий уровень привилегий задачи влияет на возможность выполнения тех или иных специфических команд привилегированных инструкций. Функции страничной трансляции, впервые появившиеся в МП Intel386, обеспечивают дополнительные механизмы защиты на уровне страниц. Реальный режим Real Mode В реальном режиме микропроцессор работает как очень быстрый 8086 с возможностью использования 32-битных расширений. Механизм адресации, размеры памяти и обработка прерываний с их последовательными ограничениями полностью совпадают с аналогичными функциями МП 8086. В отличие от 8086 микропроцессоры 286+ в определенных ситуациях генерируют исключения, например, при превышении предела сегмента, который для всех сегментов в реальном режиме - 0FFFFh. Имеется две фиксированные области в памяти, которые резервируются в режиме реальной адресации: область инициализации системы область таблицы прерываний Ячейки от 00000h до 003FFH резервируются для векторов прерываний. Каждое из 256 возможных прерываний имеет зарезервированный 4-байтовый адрес перехода. Ячейки современные процессоры их характеристики FFFFFFF0H до FFFFFFFFH резервируются для инициализации системы. Режим системного управления System Management Mode Режим системного управления предназначен для выполнения некоторых действий с возможностью их полной изоляции от прикладного программного обеспечения и даже операционной системы. Переход в этот режим возможен только аппаратно. Когда процессор находится в режиме SMM, он выставляет сигнал SMIACT. Этот сигнал может служить для включения выделенной области физической памяти System Management RAMтак что память SMRAM можно сделать доступной только для этого режима. При входе в режим SMM процессор сохраняет свой контекст в SMRAM контекст сопроцессора не сохраняется по адресу SMM Base и передает управление процедуре, называемой обработчиком System Management Interrupt, по адресу SMM Base+8000h по умолчанию SMM Base содержит значение 30000h. Состояние процессора в этот момент точно определено: EFLAGS обнулен кроме зарезервированных битовсегментные регистры содержат селектор 0000, базы сегментов установлены в 00000000, пределы - 0FFFFFFFFh. Следует отметить, что в режиме SMM не предусмотрена работа с прерываниями и особыми случаями: прерывания по IRQ и SMI замаскированы, пошаговые ловушки и точки останова современные процессоры их характеристики, обработка прерывания по NMI откладывается до выхода из режима SMM. Если необходимо обеспечить работу с прерываниями или особыми случаями, то надо инициализировать IDT и разрешить прерывания, выставив флаг IF в регистре EFLAGS. Прерывания по NMI будут разблокированы автоматически после первой же команды IRET. При возврате из SMM по инструкции RSM процессор восстанавливает свой контекст из SMRAM. Обработчик может программно внести изменения в образ контекста процессора, тогда процессор перейдет не в то состояние, в котором произошло SMI. Если SMI было получено во время выполнения инструкции HLT, то дальнейшие действия при выходе из SMM определяются значением поля "Auto HALT Restart": процессор может снова вернуться к инструкции останова или перейти к выполнению следующей команды. Эти особенности режима системного управления позволяют использовать его для реализации системы управления энергосбережением компьютера или функций безопасности и контроля доступа. Переключение между режимами После инициализации процессор находится в реальном режиме. Процессор может быть переведен в защищенный режим установкой бита 0 Protect Enable в регистре CR0: MOV EAX,00000001h MOV CR0,EAX или MOV AX,0001h LMSW AX Второй вариант "достался в наследство" от 16-разрядной архитектуры 80286, для совместимости с которой ее регистр MSW Machine Status Word отображается на младшее слово регистра CR0. Вернуться в режим реального адреса процессор может по сигналу RESET или в отличие от 80286 сбросив бит PE: MOV EAX,00000000h MOV CR0,EAX Для совместимости с 80286 инструкция LMSW бит PE не сбрасывает. Режим системного управления изолирован от других режимов. Современные процессоры их характеристики переходит в этот режим только аппаратно: по современные процессоры их характеристики уровню на контакте SMI или по команде с шины APIC Pentium+. Никакой программный способ не предусмотрен для перехода в этот режим. Процессор возвращается из режима системного управления в тот режим, при работе в котором был получен сигнал SMI. Возврат происходит по команде RSM. Эта команда работает только в режиме системного управления и в других режимах не распознается, генерирую исключение 6 недействительный код операции.


Другие статьи на тему:



 
Copyright © 2006-2016
artvoroshilov.ru