26、高级微处理器技术剖析

高级微处理器技术剖析

1. i960 处理器特性

i960 处理器具有片上控制器，还有用于访问 DRAM 或闪存的本地内存总线。i960 VH 拥有 32 位内部地址空间，PCI 总线既可以成为该地址空间的一部分，也可以独立于 VH 地址空间。将 PCI 总线集成到芯片上，能在标准接口上实现很高的性能。

此外，i960 的 PCI 总线接口不仅能创建 PCI 卡插槽以插入标准 PC 外设卡，还能在无连接器的电路板上实现 PCI 总线，这样就能在嵌入式电路板上使用为 PCI 总线卡设计的集成电路。

2. 缓存内存

2.1 内存访问瓶颈

随着处理器速度不断提升，内存访问瓶颈问题愈发凸显。CPU 内部的片上速度总是快于外部总线速度。例如，66MHz 的标准 PCI 总线通常由内部时钟更快的 CPU 驱动，100MHz 的 PCI 总线常连接 300MHz 或更快的 CPU，100MHz 的 SDRAM 则连接 350 或 400MHz 的 CPU。

这是因为 CPU 内部的逻辑延迟比芯片外部更易控制和重复，而且芯片内部的信号路径仅为极小的英寸级别，远小于 PC 板上的长走线，这会影响走线的传播延迟和传输线特性。所以，高速 CPU 可能因内存无法及时提供数据而无法全速执行指令。

2.2 缓存内存的作用

缓存内存是解决这一问题的有效方案。它是靠近 CPU 的高速内存，运行速度接近 CPU。通常采用高速静态 RAM 实现。

缓存内存由缓存控制器管理，控制器从主内存中获取数据并存储在缓存中。由于大多数微处理器程序具有重复性，代码会循环执行相同指令序列，直到执行其他