Hinh Anh 

Đây là bộ đệm giữa các khối bên trong và các hệ thống bên ngoài. Nó được kết nối với bus hệ thống. BIU phân chia ra làm 3 phần chính :

+ Giao tiếp dữ liệu (data interface)

+ Giao tiếp địa chỉ (address interface)

+ Giao tiếp điều khiển (control interface)

Bình thường sự trao đổi dữ liệu giữa giao tiếp dữ liệu với các khối bên trong bộ vxl được thực hiện qua bus bên trong, nhưng cũng có các đường liên kết khác.

Giao tiếp địa chỉ gửi các địa chỉ của lệnh và của dữ liệu được tạo ra bên trong bộ vxl nhờ đơn vị quản lý bộ nhớ MMU ra bus địa chỉ của hệ thống. MMU kết nối trực tiếp với giao tiếp địa chỉ.

Giao tiếp điều khiển gửi và nhận một số các tín hiệu điều khiển và trạng thái từ bộ vxl đến các hệ thống bên ngoài và từ các hệ thống bên ngoài vào bộ vxl. Hầu hết các đường dây điều khiển của giao tiếp điều khiển đều kết nối với đơn vị điều khiển CU và CU có các kết nối với các khối khác trong bộ vxl. Các điều khiển từ bên ngoài vào là các tín hiệu trạng thái hệ thống bên ngoài, các trạng thái lỗi, các tín hiệu gây ngắt…

* Chức năng của từng bộ phận:

1. BIU:

Hinh Anh

2. PUIQ (khối tiền đọc lệnh và hàng lệnh)

- chứa các mạch logic để đọc trc các lệnh từ Icache và đặt vào hàng xếp các lệnh theo nguyên tắc vào trc ra sau FIFO

- các lệnh này đc chuyển tới khối giải mã lệnh DU (decoding unit)

- phần lớn các họ VXL ngày nay cho phép 1 số lệnh đồng thời đc giải mã (xử lý song song )

3. SFU (special function unit): khối chức năng đặc biệt, có thể là:

- khối đồ họa

- khối xử lý tín hiệu

- khối xử lý ảnh

- bộ XL ma trận và vector

4. Cache: là BN tốc độ nhanh nằm giữa BVXL và BN chính

- Sự tồn tại BN dự trữ với k.thước đủ lớn làm tăng hiệu suất của BVXL vì nó cho phép BVXL truy nhập thông tin nhanh hơn nhiều so với truy cập vào BN chính

- BN dự trữ kép (dual cache memory) phân ra BN dự trữ các lệnh (Icache), BN dự trữ lưu trữ d.liệu (Dcache). Cả 2 cache đều kết nối với bus bên trong. Chúng nhận thông tin từ BN chính thông qua bus D.liệu và BIU.

- Icache kết nối trực tiếp với PUIQ, nó chuyển 1 hay 1 số lệnh vào PUIQ trong 1 c.kì

- Thông qua bus D.liệu bên trong BN dự trữ D.liệu (Dcache) và bus D.liệu điều hành (ODB) giao tiếp với các đơn vị chức năng khác (IU, SFU, FPU)

* Trong nhiều loại VXL còn có thêm BN dự trữ thứ cấp (secondary cache memory)

- cache bên trong chip VXL là cache sơ cấp (primary cache)

- cache thứ cấp nằm bên ngoài chip và giữa cache sơ cấp và BN chính bên trong cấu trúc BN. Nó có tốc độ truy cập nhanh hơn truy cập BN chính (vì nó nằm bên ngoài BVXL nên nó có thể có dung lượng lớn hơn cache sơ cấp).

- dung lượng của cache thứ cấp có thể lên đến vài MB (pentium III cho phép mở rộng tới 4 MB)

Hinh Anh

Cache của bộ VXL

5. IU (integer unit): đơn vị nguyên

- Có đặc tính cấu trúc phục vụ cho xử lý song song à nó có các đơn vị thao tác thực hiện các phép số học nguyên cộng/trừ, nhân/chia, có tập các thanh ghi 32 bit hoặc 64 bit.

- Các BVXL CISC thường có 8à16 thanh ghi.

- Các VXL RISC có tới 32 thanh ghi, đôi khi có hơn 100 thanh ghi.

- Dòng d.liệu đi theo 2 đường để tới các đvị thao tác các phép tính số học. Đvị giải mã phân chia lệnh DID nhận các chỉ thị đã đc giải mã của CU và gửi chúng tới các đvị x.lý các phép tính thích ứng.

- Các phép tính với số nguyên chuyển tới các đvị x.lý các số nguyên của IU, các phép tính dấu phẩy động chuyển tới đvị x.lý dấu phẩy động FDU, …

- D.liệu từ Dcache thông qua bus dữ liệu thao tác ODB chuyển tới các đvị x.lý

- Đvị dịch ống cho phép thực hiện các lệnh dịch nhiều bit nhanh trong 1 chu kì đơn.

Hinh Anh

6. MMU : có các chức năng sau :

  - Chuyển đổi địa chỉ ảo hay địa chỉ logic thành địac hỉ vật lý. Điajc hỉ vật lý được chuyển tới cache hoặc thông qua BIU và bus địa chỉ tới BN bên ngoài bộ vxl để chọn vùng nhớ, đảm bảo cơ chế phân trang trong tổ chức BN ảo, đảm bảo cơ chế phân đoạn cho BN, bảo vệ BN cho cả 2 cơ chế phân trang và phân đoạn, quản lý bộ đệm biến đổi truy cập nhanh TLB và quản lý BN dự trữ chuyển đổi ATC (address translation cache) phục vụ quá trình chuyển đổi các trang nhớ ảo thành phân trang nhớ vật lý

  - Đơn vị phân trang , TLB (hoặc ATC) đều có TRONG mmu của hầu hết các bộ vxl hiện đại. trong intel X86 có đơn vị phân đoạn. Trong trường hợp ko có TLB,MMU chứa phần logic giám sát truy nhập đến các bảng và thư mục tương ứng trong BNC

Hinh anh