第1章 奔腾结构概述 1
1.l 初识奔腾 1
1.2 奔腾内部结构概述 4
l.3 奔腾的寄存器 5
1.3.1 通用寄存器 7
1.3.2 段寄存器 9
1.3.3 标志寄存器 10
1.3.4 控制寄存器 11
1.3.5 其他寄存器 12
思考与习题 14
第2章 超标量流水线 15
2.l 整型流水线 15
2.1.l 奔腾的流水线 15
2.1.2 指分配对 17
2.2 浮点流水线 20
2.3 动态执行技术 22
2.3.l 奔腾2的流水线结构 22
2.3.2 动态执行过程 22
2.4 分支预测 25
思考与习题 26
第3章 高速缓冲存储器 27
3.1 Cache的作用 27
3.2 Cache的读／写策略 28
3.2.l 读策略 28
3.2.2 替换策略 29
3.2.3 写策略 29
3.3.l 直接映像 31
3.3 Cache的实施方案 31
3.3.2 全相联 33
3.3.3 组相联 33
3.3.4 扇区映像 35
3.4 Cache的 MESI协议 35
3.5 奔腾的片内Cache结构 38
3.6 高能奔腾以后的Cache结构 39
3.6.l 高能奔腾的Cache结构 40
3.6.2 奔腾2/奔腾3的Cache结构 42
3.7 主存储器 43
3.7.1 SIMM内存与DIMM内存 43
3.7.2 DDR SDRAM内存 44
3.7.3 RAMBUS DRAM内存 45
3.8 数据存放方式 46
思考与习题 47
第4章 操作模式 48
4.1 奔腾系列的实模式 48
4.2 中断与异常 49
4.2.1 硬件中断 49
4.2.2 异常中断 52
4.2.3 软件中断 55
4.2.4 中断向量 56
4.3 奔腾系列的保护模式 57
4.3.l 虚拟存储器 57
4.3.2 描述表寄存器与描述表 58
4.3.3 段选择器、段描述符和特权级 59
4.3.4 全局与局部描述表 62
4.3.5 段描述符Cache寄存器 64
4.3.6 切换到保护模式 65
4.3.7 保护模式下的存储器寻址 65
4.3.8 段和访问的类型 66
4.3.9 控制转移与调用门 69
4.3.10 中断描述表 71
4.4 多任务系统 72
4.4.1 任务状态段及任务门 73
4.4.2 任务切换 75
4.5 I/O地址空间的保护 76
4.5.1 I/O特权级的保护 76
4.5.2 I/O许可位图的保护 77
4.6.l 保护模式的异常中断 78
4.6 保护模式异常与保护机制要点 78
4.6.2 保护机制的要点 79
4.7 奔腾系列的虚拟8086模式 79
4.7.1 控制与状态标志寄存器 80
4.7.2 兼容80386/80486的虚拟8086模式 80
思考与习题 84
第5章 分页管理 85
5.l 分页功能 85
5.1.l 为什么要进行分页管理 85
5.l.2 逻辑、线性、物理地址及段页式管理 85
5.1.3 4KB分页功能 86
5.1.4 线性地址转换全过程 88
5.2.1 4KB反与4MB页 90
5.2 奔腾的页功能 90
5.2.2 控制寄存器的页属性 92
5.3 奔腾后系列的负功能增强 92
5.3.l 页面尺寸扩展特性 93
5.3.2 物理地址扩展特性 94
5.3.3 物理地址扩展与页面尺寸扩展 96
思考与习题 98
第6章 系统管理模式与节能状态 99
6.l 通过中断SMI进入SMM 99
6.2 SMM RAM的结构 100
6.3 SMM程序的执行与返回 103
6.4 节能状态 104
6.4.2 奔腾系列的6种操作状态 105
6.4.l 概述 105
思考与习题 108
第7章 外部总线及总线周期 109
7.1 存储器与I／O干系统概述 109
7.2 CPU和存储器之间的信号通道 109
7.3 CPU与存储器之间访问的总线周期 111
7.3.l 单次传送周期 112
7.3.2 等待状态 114
7.3.3 4字边界 115
7.3.4 突发周期 116
7.4 流水线访问 118
7.5 其他周期 120
7.6 I/O空间的访问 121
思考与习题 122
8.l 奔腾的复位、初始化与自检 123
第8章 奔腾的新特性 123
8.2 JTAG边界扫描测试 125
8.3 故障测试功能 127
8.3.1 内部错误检测 128
8.3.2 总线接回故障的检测 128
8.3.3 其他检测功能 129
8.4 执行跟踪 130
8.5 硬件调试支持与探针模式 131
8.6 机器检测异常 132
8.7 CPU识别 132
8.8 多处理器系统 134
思考与习题 135
第9章 高能奔腾的增强 136
9.l 高能奔腾的特色 136
9.2 双重独立总线 138
9.3 增强的指令集 139
9.3.1 增强的CPUID指令 139
9.3.2 CPUID的串行指令特殊功能 141
9.3.3 条件传送指令CMOV／FCMOV 142
9.3.4 读性能监视计数器RDPMC 143
9.3.5 读时间标志计数器RDTSC 144
9.3.6 UD2指令与访问MSRs 144
9.4 BIOS升级特性 145
9.4.1 BIOS升级映像 145
9.4.2 BIOS升级装载器 146
9.4.3 应用 147
思考与习题 148
10.1 多能奔腾特色点 149
第10章 多能奔腾与MMX 149
10.2 MMX的寄存器 150
10.3 单指令多数据处理 152
10.4 MMX指令集 155
10.4.l 指令解说 155
10.4.2 MMX指令集表 158
思考与习题 161
第11章 奔腾2的增强 162
11.l 奔腾2的特色点 162
11.2 单边卡盒结构 164
11.3 执行CPUID指令 166
11.4 与高能奔腾之间信号定义的差别 167
11.6 其他信息 169
11.5 电压识别 169
11.6.l 未用引脚的处理 170
11.6.2 测试访问瑞口 170
11.6.3 16位代码的优化 170
11.6.4 Slot2 171
思考与习题 171
第12章 奔腾3／奔腾4的增强 172
12.1 奔腾3的增强点 172
12.1.l 奔腾3的类型 172
12.1.2 奔腾3的主要特性 173
12.1.3 奔腾3至强处理器 175
12.1.4 赛扬处理器 175
12.l.5 便携式处理器 176
12.2 SSE技术简介 177
12.3 奔腾4的增强点 178
12.4 奔腾系列微处理器总览 180
思考与习题 182
第13章 芯片组与主权 183
13.l 北桥南桥芯片组 183
13.2 Intel 810芯片组 185
13.3 Intel 815芯片组 186
13.4 Intel 850／845芯片组 187
13.5 主板结构 188
13.6 主板新技术 191
13.7 系统BIOS ROM与 CMOS RAM 193
13.7.1 BIOS ROM 193
13.7.2 CMOS RAM 194
思考与习题 195
第14章 PCI扩展总线 196
14.1 扩展总线 196
14.2 PCI总线 197
14.2.1 PCI系统框图 197
14.2.2 PCI总线信号 197
14.3 PCI信号的定义 200
14.3.l 系统信号 200
14.3.2 地址和数据信号 201
14.3.3 接口控制信号FRAME 202
14.3.4 其他控制或状态信号 203
14.3.5 64位扩展信号 204
14.4 PCI总线协议 204
14.4.2 地址空间 205
14.4.l 传输控制 205
14.4.3 字节对准 206
14.4.4 总线的驱动 207
14.5 数据传输过程 207
14.5.l 读操作 207
14.5.2 写操作 208
14.5.3 总线的仲裁 209
14.6 配置空间 210
14.6.l 配置空间的结构 210
14.6.2 设备的识别寄存器 211
14.6.3 设备的控制寄存器 212
14.6.4 设备的状态寄存器 212
14.6.5 其他寄存器 214
14.7 上电自测试与设备驱动 217
14.8 PCI总线开发与通用接口芯片 218
14.8.1 PCI 9050－l 218
14.8.2 PCI 9030 220
14.8.3 PCI 9060系列／PCI 9080 221
14.9 PCI专用接口芯片 222
思考与习题 224
第15章 奔腾系列指令集 225
15.l 整型基本指令 225
15.2 浮点部件指令 231
15.3 MMX指令 233
思考与习题 234
参考文献 235