Vi xö lý 80386
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
ĐỀ TÀI:
Giảng viên hướng dẫn :
Nhóm thực hiện :
Lớp :
Kỹ thuật phần mềm 2 – k6
1
Vi xử lý 80386
Họ vi xử lý Intel 80386
Mở đầu
Trái tim của một bản mạch chính là bộ vi xử lý. Cho đến nay bộ vi xử lý
đợc coi là sản phẩm nhân tạo phát triển nhanh nhất và có vai trò quan trọng nhất
trong lịch sử loài ngời. Bộ vi xử lý CPU là cốt lõi của một máy vi tính. Từ các bộ
vi xử lý để chế tạo ra máy tính cá nhân và Intel đang hớng cấu trúc máy vi tính
cá nhân hiện đại. Vai trò của máy vi tính trong nửa cuối thế kỷ hai mơi đợc
chứng minh bởi đà phát triển chức năng theo hàm mũ của bộ vi xử lý và mức độ
thâm nhập của nó trong xã hội. Máy tính đã thay đổi hoàn toàn công nghệ, thay
đổi hình thức buôn bán thậm trí thay đổi cấu trúc xã hội loài ngời. Vì vậy sau
đây chúng ta cùng tìm hiểu về tất cả những gì thuộc về bộ vi xử lý và cụ thể là bộ
vi xử lý 80386 là bộ vi xử lý 32 bit đầu tiên mở đầu cho công nghệ phát triển
máy tính sau này.
Bố cục chung của báo cáo:
Báo cáo gồm 8 phần:
I.Lịch sử phát triển họ vi xử lý iX86
II.Cấu trúc khối
III. Các chế độ vận hành của bộ vi xử lí 80386
IV.Hệ thống vào ra

chỉ là 24 bit và bus dữ liệu là 16 bit. 386 SX phù hợp với thiết bị nhớ và ngoại vi
8 bit và 16 bít. 386 LX cũng đợc dùng trong nhiều loại IBM PC/XT
80386 dùng diện thế Vss,Vcc = 5.0 V tiêu thụ dòng trung bình 550 mB
phiên bản tần số 25MHz, 600mA phiên bản tần số 20MHz
Các chân tín hiệu :
80386 có 20 chân tín hiệu : A31 A3; D31-D0; BE#-BE0;
M/ìO#;W/R#;ADS#(address data strobe); RESET
Với 32 bit địa chỉ không gian địa chỉ của CPU386 là 4 GB. CPU 386 có 64
K cứa vào/ra 8 bit, 16 bit, 32 bit
CPU 386 có thể hoạt động với bộ đồng xử lý toán học 387
K thut phn mm 2 k6
3
Vi xử lý 80386
2.Hệ thống bus
- Bus là tập hợp các đờng dây để vận chuyển thông tin (bit) từ phần
mạch này đến phần mạch khác trong phạm vi máy tính
Bản chất vật lý : không có điện áp truyền 0
Có điện áp truyền 11bit tại (tại 1 thời điểm)
- Có chức năng liên kết các thành phần khác nhau trong hệ thống do
vậy còn gọi là bus liên kết hệ thống
- Tập các đờng dây vận chuyển thông tin đồng thời đợc gọi là độ rộng
của bus ( ví dụ 8 đờng dây thì độ rộng là 8 bit)
- Chức năng của bus :
Bus chia làm 3 loại : +bus địa chỉ
+bus dữ liệu
+bus điều khiển
Chú ý : chỉ có bus địa chỉ và bus dữ liệu mới có khái niệm độ rộng

32
byte = 4 GB
+Bus dữ liệu :
- Vận chuyển dữ liệu từ bộ nhớ đến CPU
- Vận chuyển dữ liệu giữa các thành phần với nhau
Bus dữ liệu kí hiệu Do Dm-1 thì độ rộng bus là m bit m trong 386 là 32
tức là vận chuyển cùng một lúc 4 byte
+Bus điều khiển dữ liệu
- Là tập hợp các tín hiệu điều khỉên hoặc phát ra từ CPU để điều khiển bộ
nhớ hay hệ thống vào ra hoặc là từ bộ nhớ hay hệ thống vào ra đến yêu cầu CPU
3. Khối quản lý bộ nhớ
Bộ vi xử lý có khả năng quản lý bộ nhớ trực tiếp bằng cách đánh địa chỉ
vật lý hay định địa chỉ ảo ( phân trang ). Khi dùng định địa chỉ vật lý, địa chỉ
tuyến tính đợc coi là địa chỉ vật lý
Khi dùng phân trang các đoạn mã, dữ liệu, ngăn xếp, hệ thống, GDT và
IDT đều đợc nhận phân trang, chỉ có trang vừa truy nhập là nằm trong địa chỉ vật
lý. Vị trí của trang ( hay còn gọi là khung trang đợc xác định qua hai dạng cấu
trúc hệ thống :
o Một th mục trang
o Nhiều bảng trang
Cả hai cấu trúc đều nằm trong bộ nhớ vật lý. Dữ liệu lu trữ trong th mục
trang bao gồm địa chỉ cơ sở của bảng trang, quyền truy nhập và thông tin quản lý
bộ nhớ. Dữ liệu lu trữ trong bảng trang bao gồm địa chỉ vật lý của khung trang,
quyền truy nhập và thông tin quản lý bộ nhớ. Địa chỉ cơ sở của th mục trang nằm
trong thanh ghi điều khỉên CR3. Không gian địa chỉ tuyến tính (32 bit) đợc chia
ra làm 3 phần : 10 bit định vị danh mục trang, 10 bit định vị bảng trang, 12 bit
định vị khung trang. Nh vậy kích thớc của một trang là 2
12
=4 Kbyte. Mỗi nhiệm
vụ có thể có một danh mục trang riêng của nó, có nghĩa là hệ vi xử lý có thể

Vi lệnh là những lệnh sơ đẳng đợc 6 bộ thực hiện của bộ vi xử lý thực hiện song
song
Nhiều mã lệnh đợc chuyển trực tiếp thành một vi lệnh duy nhất qua bộ giải
mã lệnh đơn giản. Một số mã lệnh khác đợc chuyển thành một hay bốn vi lệnh.
Bộ giải mã cũng chịu trách nhiệm giải mã phần đầu lệnh và lệnh quay vòng . Bộ
giải mã lệnh có thể tạo ra đến 6 vi lệnh trong một chu kỳ đồng hồ ( 2 từ hai bộ
giải mã lệnh đơn giản và 4 từ bộ giải mã lệnh phức tạp )
6. Khối chức năng đặc biệt
Gồm :
- Khối xử lý đồ hoạ
- Khối xử lý tín hiệu : những bộ có khả năng tính toán, tính chập, hàm tơng
quan
- Khối xử lý ảnh: có phép tính tơng tự xử lý tín hiệu nhng là hai chiều
- Tính toán vectơ, ma trận
7. Khối số nguyên
8.Thanh ghi
Thanh ghi thực chất là bộ nhớ bán dẫn có tốc độ truy nhập cực cao( mức
CPU) và có dung lợng nhỏ. Tập các thanh ghi nằm trong CPU. Mỗi thanh ghi là
một đơn vị lu trữ dữ liệu có chức năng riêng biệt không thể thiếu trong CPU
K thut phn mm 2 k6
6
đơn vị điều
khiển
Vi xử lý 80386
Thanh ghi 80386 đều là thanh ghi 32 bit, một số thanh ghi có thề chia thành
16 bit hoặc 8 bit
Với 32 bit địa chỉ không gian địa chỉ của CPU 386 là 4 GB. CPU 386 có 64K
cửa vào / ra 8 bit , 16 bit, 32 bit
CPU có thể hoạt động với bộ đồng xử lý toán học
Tập các thanh ghi:

EDX
ESI
EDI
EBP
ESP
Hình trên cho thấy, 16 bit cuối của những thanh ghi đa chức năng đợc
dùng nh các thanh ghi của thế hệ 8086, 80286. Ngời lập trình có thể sử dụng nó
qua tên thanh ghi AX, BX,CX,DX,BP,SP,SI,DL. Hai byte cuối của EAX,
EBX,ECX,EDX,đợc gọi là AH, BH, CH, DH(bit cao) và AL, BL, CL, DL(bit
thấp)
Các thanh ghi đoạn : vẫn giữ nguyên chiều dài 16 bit nhng có hai
thanh ghi đoạn FS và GS đợc dùng giống nh thanh ghi ES . Các thanh ghi đoạn
(CS,DS,SS,ES,FS,GS) lu trữ bộ chọn đoạn 16 bit. Một bộ chọn đoạn là một con
trỏ đặc biệt chỉ đến bộ mô tả đoạn là nơi lu trữ địa chỉ và đặc tính của đoạn . Để
truy nhập một đoạn trong bộ nhớ bộ chọn đoạn phải nằm trong thanh ghi đoạn t-
ơng ứng
Khi viết một chơng trình ứng dụng ngời lập trình chọn đoạn qua lệnh định h-
ớng trong hợp ngữ . Hợp ngữ dùng lệnh định hớng của hợp ngữ hay dụng cụ lập
trình để tạo nên đoạn và các gía trị tơng ứng trong bộ chọn đoạn cũng nh bộ mô
tả đoạn
Cách sử dụng thanh ghi đoạn phụ thuộc vào mô hình bộ nhớ mà hệ thống
điều hành sử dụng. Nếu sử dụng mô hình bộ nhớ phẳng ( không phân đoạn ),
thanh ghi đoạn lu trữ bộ chọn đoạn trỏ lên những đoạn chồng lên nhau. Mỗi
đoạn đều bắt đầu từ địa chỉ số 0 của không gian địa chỉ tuyến tính. Thông thờng
có hai đoạn chồng lên nhau: một đoạn cho mã lệnh, một đoạn cho dữ liệu và
ngăn xếp. Thanh ghi CS trỏ đến đoạn mã lệnh các thanh ghi đoạn khác trỏ đến
đoạn dữ liệu
K thut phn mm 2 k6
8
Vi xử lý 80386

dạng cấu trúc dữ liệu khác nhau
Thanh ghi SS chứa bộ chọn đoạn ngăn xếp. Khác với thanh ghi CS thanh
ghi SS có thể đợc ghi từ bên ngoài bởi chơng trình ứng dụng. Điều này cho phép
K thut phn mm 2 k6
9
40 Gbyte
đoạn
chồng lên
nhau
đoạn mã
lệnh
đoạn ễ
liệu
đoạn ngân
xếp
đoạn
dữ
liệu
đoạn
dữ
liệu
đoạn
dữ
liệu
Vi xử lý 80386
chơng trình dùng nhiều ngăn xếp khác nhau. Bốn thanh ghi đoạn CS, DS, SS, ES,
có từ đời 8086. Hai thanh ghi FS và GS bắt đầu xuất hiện ở 80386
Thanh ghi trạng thái SR và thanh ghi đếm chơng trình : cũng nh đợc
nâng lên 32 bit gồm 16 bit thấp nh trong 286 và 16 bit cao. Thanh ghi trạng thái
để quản lý trạng thái của hệ thống nó chứa các thông tin trạng thái của CPU

quay vòng
Các thanh ghi gỡ rối (DR0-DR7) và kiểm tra (TR0-TR1):
Bộ vi xử lý có nhiều lệnh dùng để kiểm tra quyền truy nhập bộ chọn đoạn và
bộ mô tả đoạn. Những lệnh này lặp lại việc kiểm tra quyền truy nhập mà bộ vi
xử lý tiến hành tự động. Chúng cho phép hệ điều hành và các chơng trình ở mức
u tiên 0 ngăn không cho ngoại lệ xảy ra:
K thut phn mm 2 k6
10
Vi xử lý 80386
- ARPL: chỉnh mức u tiên đợc yêu cầu RPL của bộ chọn đoạn cho thích hợp
với mức u tiên của các chơng trình dùng đoạn đó
- LAR: chứng nhận khả năng truy nhập vào một đoạn và nạp quyền truy nhập
từ bộ mô tả đoạn về một thanh ghi đa chức năng. Chơng trình ứng dụng sau đó
có thể kiểm tra quyền truy nhập đoạn trực tiếp từ thanh ghi đa chức năng
- LSL: chứng nhận khả năng truy nhập vào một đoạn và kích thớc đoạn từ bộ
mô tả đoạn về một thanh ghi đa chức năng. Chơng trình ứng dụng sau đó có thể
so sánh kích thớc đoạn với địa chỉ lệch để bíêt địa chỉ có nằm bên trong đoạn
hay không
- VERR và VERW: kiểm tra khả năng ghi lên hay đọc từ một đoạn bộ nhớ
Thanh ghi quản lý bộ nhớ : thanh ghi GDTR,LDTR,IDTR,TR có chức
năng giống nh trong 286 chỉ khác ở chỗ: địa chỉ cơ sở 32 bit và giá trị giới hạn là
20 bit. Bốn thanh ghi trên đợc dùng để xác định vị trí của các bảng quản lý bộ
nhớ. Để truy nhập và lập trình các thanh ghi này ngời ta cần có những lệnh
chuyên dùng .
` - Thanh ghi bảng bộ mô tả toàn cục GDTR
Thanh ghi bảng cục bộ mô tả toàn cục GDTR lu trữ 32 bít địa chỉ cơ sở và
16 bit kích thớc của bảng mô tả toàn cục. Địa chỉ cơ sở là địa chỉ tuyến tính (vật
lý ) của byte đầu tiên trong bảng. Kích thớc cho biết số byte tối đa có thể lu trữ
đợc trong bảng. Để nạp và ghi lên GDTR ta dùng lệnh LGDT và lệnh SGDT. Khi
khởi động bộ vi xử lý địa chỉ cơ sở đợc đặt về 0 và giới hạn đợc đặt về FFFFh vì

- CR1 dự trữ
- CR2: chứa địa chỉ gây ra lỗi trang ( page fault ).
- CR3: chứa địa chỉ cơ sở của th mục trang và hai cờ PCD PWT. Thanh ghi
này còn đợc gọi là thanh ghi cơ sở th mục trang PDPR( page directory base
register ).Chỉ có 20 bit cao của địa chỉ cơ sở đợc ghi trong CR3, 12 bit thấp đợc
mặc định bằng 0 vì địa chỉ danh mục trang phải đợc phân theo đơn vị nhỏ nhất là
trang (4 KB, 12 bit).Cờ PCD và PWT kiểm tra quá trình lu trữ danh mục trang
trong bộ đệm bên trong . Khi sử dụng địa chỉ vật lý mở rộng ( physical address
extension ), thanh ghi CR3 chứa địa chỉ cơ sở của bảng con trỏ th mục trang
( page directory pointer table ).
- CR4 : chứa một nhóm cờ cho phép mở rộng cấu trúc bộ vi xử lý.
Lệnh MOV cho phép đọc nội dung các thanh ghi điều khiển từ chơng trình
chạy trên một mức u tiên bất kỳ . Chỉ những chơng trình có mức u tiên 0 là đợc
phép ghi lên các thanh ghi này.Nội dung các cờ trong thanh ghi điều khiển đợc
liệt kê sau đây:
- Cờ phân trang PG Paging (bit 31 của CR0) cho phép phân trang khi đặt lên
1. Khi phân trang bị cấm ( PG=0) địa chỉ tuyến tính đợc coi nh địa chỉ vật lý. Cờ
PG không có ý nghĩa nếu nh cờ PE( bit 0 của CR0) không đợc đặt về 1. Đặt cờ
PG=1 mà PE=0 gây ra ngoại lệ #GP(general protection exception)
- Cờ cấm đệm CD cache disable( bit 30 của CR0). Xoá cờ CD và NW về 0
cho phép đệm toàn bộ nhớ vật lý. Cờ CD=1 ngăn bộ vi xử lý truy nhập các bộ
đệm của nó
- Cờ cấm ghi xuyên NW not write- through( bit 29 của CR0). Xoá cờ NW và
CD về 0 cho phép ghi lại hay ghi xuyên
- Cờ khuôn chỉnh vị AM alignment mask ( bit 18 của CR0). AM = 1 cho
phép kiểm tra tự động chỉnh vị. Tự động chỉnh vị chỉ xảy ra khi AM = 1, AC của
thanh ghi EFLAGS =1, mức u tiên CPL = 3 và bộ vi xử lý đang hoạt động trong
một trong chế độ : bảo vệ hoặc 8086 ảo
- Cờ bảo vệ viết WP write protect( bit 16 của CR0) WP=1 cấm các chơng
trình ở mức quản lý ghi vào các trang chỉ đợc đọc của mức ngời sử dụng. Cờ này

- Cờ cho phép bảo vệ PE ( bit 0 của CR0) cho phép chế độ bảo vệ khi PE=1.
Bộ vi xử lý hoạt động trong chế độ thực khi PE=0. Cờ này không trực tiếp cho
phép phân trang. Để phân trang cờ PE và PG đều cần đợc đặt lên 1
- Cờ cấm đệm mức trang PCD ( bít 4 của CRE3) kiểm tra đệm của th mục
trang hiện thời. Khi PCD =1 th mục trang không đợc đệm. Cờ này chỉ quản lý bộ
nhớ đệm bên trong bộ vi xử lý. Bộ vi xử lý bỏ qua cờ này nếu nh phân trang
không đợc sử dụng
- Cờ PWT (bit 3 của CR3) kiểm tra phơng pháp ghi xuyên hay ghi lại của th
mục trang hiện tại. Nếu PWT =1 phơng pháp ghi xuyên đợc dùng. Cờ này chỉ
quản lý bộ nhớ đệm bên trong bộ vi xử lý. Bộ vi xử lý bỏ qua cờ này nếu nh phân
trang không đợc sử dụng
- Cờ ngắt ảo chế độ bảo vệ PVI ( bit 1 của CR4) PVI =1 cho phép dùng phần
cứng cho cờ ngắt ảo trong chế độ bảo vệ
- Cờ cấm đánh dấu thời gian TSD( bit 2 của CR4) TSD =1 hạn chế lệnh
RDTSC chỉ chạy trên mức u tiên 0. TSD =0 cho phép lệnh này chạy trên mọi u
tiên
- Cờ mở rộng debugDE (bit3 của CR4) DE =1gây ra ngoại lệ mã lệnh vô
danh #UD. Nếu DE =1 bộ vi xử lý so sánh các thanh ghi DR4 và DR5 để đảm
bảo tơng thích với các bộ vi xử lý thế hệ trớc
- Cờ mở rộng kích thớc trang PSE (bit 4 của CR4) PSE =1 cho phép phân
trang theo không gian địa chỉ vật lý 36 bit. Nếu PAE =0 thì bộ vi xử lý phân
trang trong không gian 32 bit
- Cờ cho phép kiểm tra máy MCE( bit 6 của CR4) MCE =1 cho phép ngoại
lệ kiểm tra máy
Các cờ VME, PVI, TSD, DE, PSE, PAE, MCE, PGE, PCE trong thanh ghi
điều khiển CR4 đến phụ thuộc vào dạng vi xử lý. Sự tồn tại của chúng đợc kiểm
tra bằng lệnh CPUID trớc khi sử dụng
K thut phn mm 2 k6
13
Vi xử lý 80386

CALL đợc thực hiện, bộ vi xử lý đa con trỏ lệnh hiện tại cũng nh nội dung thanh
ghi đoạn mã lệnh CS vào ngăn xếp. Khi quay lại từ lệnh RET, những giá trị này
đợc phục hồi từ ngăn xểp trở lại các thanh ghi tơng ứng. Khi xuất hiện ngắt hay
ngoại lệ bộ vi xử lý đa nội dung EIP, CS và EFLAGS vào ngăn xếp và phục hồi
chúng sau khi quay lại từ chơng trình xử lý ngắt với lệnh IRET
Bộ vi xử lý dùng một bảng vectơ ngắt duy nhất để lu trữ địa chỉ các chơng
trình xử lý ngắt. những địa chỉ này dài 4 byte, thay vì bộ mô tả 8 byte trong bảng
mô tả ngắt của chế độ bảo vệ. Số ngắt xác định vị trí vecto ngắt trong bảng, vectơ
này trỏ đến chơng trình xử lý ngắt tơng ứng
Đơn vị dấu chấm trợt FPU vẫn hoạt động và đợc dùng cho các lệnh FPU
trong chế độ địa chỉ thực. Các điểm sau đây đợc bổ sung thêm vào chế độ địa chỉ
thực của vi xử lý 32 bit. Nếu chơng trình cần có tơng thích ngợc, những đặc điểm
này không đợc dùng để lập trình:
- Thêm hai thanh ghi đoạn FS và GS
K thut phn mm 2 k6
14
Vi xử lý 80386
- Nhiều lệnh bổ sung vào cấu trúc vi xử lý sau này cũng chạy đợc trong chế
độ địa chỉ thực. Những lệnh này cho phép truy nhập các thanh ghi đa chức năng
32 bit
2.Chế độ bảo vệ: (còn gọi là chế độ đa nhiệm) chế độ bảo vệ đã đợc đầu tiên
đa vào bộ vi xử lí 80286.Chế độ này cho phép bộ vi xử lí 80386 dùng hết không
gian địa chỉ của nó là 232=4096 MB và cho phép nó vận hành dới một hệ điều
hành đa nhiệm. Trong hệ điều hành đa nhiệm, nhiều tiến trình có thể chạy đòng
thời và đợc bảo vệ chống lại các thâm nhập trái phép vào vùng ô nhớ bị cấm. Bộ
vi xử lý quản lý bộ nhớ trong chế độ bảo vệ theo hai phơng pháp chính: phân
đoạn và phân trang
Phân đoạn chia bộ nhớ thành từng phần riêng biệt dành cho mã lệnh, dữ
liệu và ngăn xếp. Nh vậy, nhiều chơng trình có thể chạy cùng một lúc mà không
ảnh hởng lẫn nhau. Phơng pháp này cho phép thiết kế nhiều hệ điều hành khác

địa chỉ tuyến tính thành từng trang. Các trang của không gian địa chỉ tuyến tính
này đợc ánh xạ đến không gian địa chỉ vật lý. Phựơng pháp phân trang có thể
bảo vệ theo trang. Khả năng này đợc dùng cùng hay thay thế cho khả năng bảo
vệ theo đoạn
K thut phn mm 2 k6
15
Vi xử lý 80386
Phân trang sử dụng bộ nhớ ảo chia thành nhiều trang, chỉ một phần của
chơng trình đang chạy đợc nạp vào bộ nhớ vật lý nếu cần thiết. Phân trang đợc
dùng để tách biệt các nhiệm vụ đang chạy trong cùng một thời điểm. Cho phép
bất kỳ một địa chỉ tuyến tính nào đợc tạo ra trong chơng trình đợc đặt trong một
trạng thái nhớ vật lý. Một trang nhớ tuyến tính là trang đợc định địa chỉ bằng các
giá trị selection và offset trong chế độ thực và chế độ ảo. một trang nhớ tồn tại
trong bộ nhớ vật lý có dung lợng 4 kbyte. Th mục trang chiếm một vùng nhớ
gồm 1024 bảng chuyển đổi trang PTT. Mỗi PTT chuyển đổi một địa chỉ logic
thành một địa chỉ vật lý. Để sử dụng chế độ này phải có một phần mềm đặc biệt
nh Quaterdeck Office Sytem DéQiew hoặc Microsoft Windows. Bảng trang chứa
1024 địa chỉ tuyến tính thành địa chỉ vật lý. Cơ chế phân trang cho phép bộ nhớ
vật lý đợc gán cho bất kỳ địa chỉ tuyến tính nào
Khi làm việc trong chế độ bảo vệ, cấu trúc Intel cho phép không gian địa chỉ
tuyến tính ánh xạ trực tiếp lên một bộ nhớ vật lý lớn ( chẳng hạn 4 Gbyte RAM)
hay gián tiếp lên một bộ nhớ nhỏ hơn và đĩa cứng ( dùng phân trang). Cách thứ
hai còn đợc gọi là bộ nhớ ảo. Khi nhiều chơng trình cùng chạy đồng thời mỗi ch-
ơng trình chiếm giữ một đoạn riêng của nó
Khi dùng phân trang, bộ vi xử lý chia không gian địa chỉ tuyến tính thành
nhiều trang có kích thớc cố định ( thờng là 4 Gbyte) các trang này có thể ánh xạ
vào bộ nhớ hay đĩa cứng. Khi một chơng trình yêu cầu truy nhập một địa chỉ
lôgic, bộ vi xử lý dịch địa chỉ lôgic này ra địa chỉ tuyến tính. Sau đó dùng phơng
phân trang, bộ vi xử lý biên dịch địa chỉ tuyến tính sang địa chỉ vật lý tơng ứng.
Nếu trang chứa địa chỉ tuyến tính trên không tồn tại trong bộ nhớ vật lý, bộ vi xử

8086 ảo, bộ vi xử lý mô phỏng hoàn toàn vi xử lý 8086. Điểm khác nhau duy
nhất giữa chế độ địa chỉ ảo và chế độ địa chỉ thực của 8086 là chế độ mô phỏng
8086 dùng đến một số dịch vụ của chế độ bảo vệ( ngắt trong chế độ bảo vệ, xử lý
ngoại lệ và phân trang)
Tơng tự nh chế độ địa chỉ thực mọi chơng trình đợc hợp dịch hay biên dịch
của 8086 đều chạy đợc chế độ 8086 ảo. Dùng khả năng đa nhiệm của bộ vi xử
lý, nhiều chơng trình 8086 ảo có thể chạy song song với nhau
Bộ vi xử lý vào chế độ 8086 ảo khi cờ máy ảo VM trong thanh ghi FELAGS
đợc đặt lên 1. cờ này chỉ đợc phép đặt lên 1 khi bộ vi xử lý chuyển sang một
nhiệm vụ bảo vệ mới hay khi quay về chế độ 8086 ảo qua lệnh IRET. Hệ điều
hành không thể đổi trực tiếp đợc giá trị thanh ghi cờ nằm trong đoạn trạng thái
nhiệm vụ TSS sau khi chơng trình xử lý ngắt hoặc ngoại lệ. Bộ vi xử lý kiểm tra
cờ VM trong ba trờng hợp:
- Khi nạp thanh ghi đoạn để kiểm tra có phải biên dịch địa chỉ theo phơng
pháp 8086 không
- Khi giải mã lệnh để kiểm tra xem lệnh có thích hợp với chế độ 8086 không
- Khi giải mã lệnh để kiểm tra xem lệnh có thích hợp với chế độ 8086 không
- Khi kiểm tra các lệnh đợc u tiên, khi truy nhập trang ( chế độ địa chỉ ảo chỉ
hoạt động trên mức u tiên số 3)
IV.Hệ thống vào ra
1.Hệ thống vào ra(I/O system) của 80386 dựa trên nguyên tắc chung đã dùng
chung cho các loại 8086/8088 có 64 kb khác nhau của không gian vào/ ra. Địa
chỉ cổng vào ra xuất hiện trên bus địa chỉ A15-A2 với các tín hiệu BE3#-BE0#
để chọn một byte, môt từ , một kép của dữ liệu vào ra
2.Điểm khác : 80386 sử dụng hệ thống vào ra 32 bit và chia thành 4 băng
3. Các vùng vào/ra đợc đánh số từ 0000h-FFFFh. Bộ đồng xử lý toán học
80387 sử dụng vùng vào ra 800000F8 h để kết nối giữa 80387 và 80386
V.Quản lý bộ nhớ
Không gian bộ nhớ: bộ nhớ vật lý của 80386DX tối đa là 4 GB. Không
gian địa chỉ ảo có thể đến 64TB và sắp xếp thành các không gian nhớ vật lý dung

kích thớc tới 1 MB - Thanh ghi mô tả của 80386 cũng bao gồm : địa chỉ cơ sở
đoạn giới hạn đoạn và quyền truy cập tới đoạn. Giá trị thanh ghi chọn là mã 13
bit nó xác định một trong 8192 thanh ghi mô tả trong bảng mô tả đoạn.
- Giá trị thanh ghi chọn có bit TI và 2 bit RPL. Nếu TI=0 thì chọn bảng GDT
nếu TI=1 thì chọn bảng LDT. Ngoài GDT và LDT, còn có bảng mô tả ngắt hay
các cổng
- 80386 có 3 loại bảng mô tả: GDT, LDT, IDT để quản lý chúng có các thanh
ghi GDTR, LDTR, IDTR. Những thanh ghi này đợc nạp giá trị nhờ các lệnh tơng
ứng:LGDT, LLDT, LIDT.
- Các thanh ghi mô tả có hai dạng: thanh ghi mô tả đoạn và thanh ghi mô tả
hệ thống. Thanh ghi mô tả đoạn xác định các đoạn dữ liệu, đoạn ngăn xếp và
đoạn mã. Còn thanh ghi mô tả hệ thống chứa thông tin về các bảng, các nhiệm
vụ và các cổng của hệ thống
- Còn thanh ghi mô tả hệ thống chứa thông tin về các bảng các nhiệm vụ và
các cổng của hệ thống
- Thanh ghi mô tả hệ thống của 80386 đợc sử dụng khi 80386 ở trong chế
độ bảo vệ. Giá trị 4 bit của Type trong Access Rights trong thanh ghi mô tả
hệ thống cho ta 16 tổ hợp có ý nghĩa
VI.Kiến trúc tập lệnh
80386 có tập lệnh lớn và phức tạp là loại VXL kiến trúc CISC( complex
Instructions Set Computer)
Mod Ss index
base
Add disp imm
Mã lệnh (2 bytes); mod r/m byte ( 1 byte); s-i-b byte(1byte);(1,2,4 hoặc 0
byte)
Trong đó: mod r/m byte : 2 bit chế độ ( mod) và 3 bit r/m ( thanh ghi/bộ
nhớ) tạo ra 5 bit dùng để chỉ ra chế độ địa chỉ cho các toàn hạng của lệnh
s-i-b-byte: 2 bit cho ss( trong chế độ địa chỉ số)
K thut phn mm 2 k6

Sau sự thành công của vi xử lý 80386 là hàng loạt vi xử lý hiện đại ra đời
khắc phục đợc những nhợc điểm cũng nh kế thừa những u điểm và bổ sung thêm
một số phần so với vi xử lý 80386. ví dụ nh bộ vi xử lý của Intel: 80486, pentium
I, pentium II, pentium III, pentium pro những vi xử lý trên hơn hẳn vi xử lý
80386 ở tốc độ truy nhập cũng nh khả năng xử lý và lu dữ liệu trên câc thanh ghi
Hiện nay trên thế giới khi nói đến chip điện tử ngời ta nghĩ ngay đến tập
đoàn Intel. Không chỉ dừng lại ở chip 80386 Intel đã thể hiện sức mạnh bằng
việc cho ra đời bộ vi xử lý 80486 với những tính năng vợt trội so với 80386 là sự
hiện diện của bộ đồng xử lý dấu chấm động, bộ điều khiển bộ nhớ và 8 K bộ nhớ
( cache) truy nhập nhanh trên một chip đơn. Thêm vào đó 80486 nhanh hơn
80386 từ 2 đến 4 lần cũng nh thích hợp hơn với các hệ thống đa xử lý. Với tốc độ
xử lý 35 MHZ những phiên bản tiếp theo có tốc độ là 33 MHZ và 50 MHZ ,
Chip 80486 SX đơc sản xuất vào năm 1991 và phiên bản giá thành thấp của
80486 có nhiều nét giống 80486 DX nhng không có bộ đồng xử lý dấu chấm
động
K thut phn mm 2 k6
19
Vi xử lý 80386
Năm 1992, 80486 đợc tăng cờng tốc độ ở các phiên bản DX2, DZ4. ta có
một số các điển hình sau:
40MHZ DX2 cho những PC có tốc độ bus cao hơn 16 MHZ hoặc 20 MHZ
50 MHZ DX2 cho những PC có tốc độ bus cao hơn 25 MHZ
66 MHZ DX2 cho những PC có tốc độ bus cao hơn 33 MHz
100 MHz DX4 cho những PC có tốc độ bus cao hơn 100 MHz
Tháng 10 năm 1992 Intel công bố chip Pentium hay còn gọi là chip 80586.
chíp này xuất hiện trên thị trờng vào tháng 3 năm 1993. Pentium hoàn toàn tơng
thích với các chip trớc đây nh 80386 và 80486 nhng cũng có nhiều đặc trng khác
biệt
Pentium có khả năng thực hiện cả hai chơng trình cùng một lúc gọi là công
nghệ siệu bo hớng công nghệ này có khả năng kết hợp với các mấy có tập chỉ

2.40. Bus 400MHz có các loại 2.60; 2.50; 2.40. Chúng đợc tích hợp cache L3
K thut phn mm 2 k6
20
Vi xử lý 80386
dugn lợng 2 MB chỉ có ở CPU Pentium IV Extreme Edition tốc độ 3.20 GHz,các
loại khác không tích hợp bộ nhớ cache dung lợng 512 KB có ở Pentium IV tốc
độ từ 2.40 đén 3.20 GHz bao gồm 3.20; 2.80; 2.60 GHz với bus hẹ thống 800
MHz.
Việc ứng dụng công nghệ HT Technology đã nói ơ trên đaz giúp cho ngời sử
dụng Pentium IV triển khai đợc nhiều ứng dụng mạnh mà vẫn đạt đợc hiệu suất
làm việc tối đa.Ngời sử dụng có thể sử dụng nhiều chơng trình, xử l ý thông tin
cùng lúc mà vẫn không sợ bị treo hệ thống.Sự phát triển của tập đoàn Intel luôn
đI cùng với sự phát triển của công nghiệp máy tính.Từ những CPU 4 bit hiện nay
đã có các CPU 64 bit với vô số các tính năng u việt về tốc độ, độ bền, độ tiết
kiệm điện và với xu thế giá cả ngày càng phải chăng. chắc chắn Internet còn vô
số dự định phát triển trong tơng lai để đa đén cho chúng ta những bộ vi xử lý
mạnh mẽ nhất, đáp ứng nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao của toàn thế giới.
K thut phn mm 2 k6
21
Vi xử lý 80386
VIII.Kết luận
80386 là một bộ vi xử lý 32 bit do hãng Intel đa ra vào tháng 10 năm 1985
và đợc dùng trong các máy IBM và tơng thích chẳng hạn nh PS/2 Model 80. Intel
80386 đại diện cho bớc tiến có tính cách mạng so với tiền thân của nó
Chip 80386 là một bộ vi xử lý hoàn toàn 32 bit có nghĩa là nó các thanh
ghi 32 bit truyền thông tin mỗi lần 32 bit trên bus dữ liệu và có thể dùng 32 bit
để định địa chỉ giao tiếp này gọi là giao tiếp cục bộ
Sau khi thực hiện viết tài liệu này chúng tôi thấy rằng kiến thức của mình
về bộ vi xử lý ngày càng sâu hơn. Đã hiểu hơn về cách hoạt động cũng nh sự
phát triển cùng với tầm quan trọng của bộ vi xử lý. Học đợc cách làm việc theo