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中央處理�
閱讀�8359�(shí)間:2010-11-22 16:26:57

  CPU是組成微型計(jì)算機(jī)的核心部�,承�(dān)著的�(yùn)算和控制任務(wù)�

控制器的功能

  取指�:�(fā)出指令地址和訪存控制信�(hào)

  分析指令:或叫解釋指令,指令譯碼,指出要作什么操�,并產(chǎn)生相�(yīng)的操作控制命�;如數(shù)�(jù)在存�(chǔ)器中,需形成操作�(shù)地址.

  �(zhí)行指�:根據(jù)“操作命令”和“操作數(shù)地址”形成操作控制信�(hào)序列,通過(guò)CPU或I/O�(shè)備執(zhí)�,還包括對(duì)�(yùn)算結(jié)果的處理和下條指令地址的形�.

  控制程序和數(shù)�(jù)的輸入和輸出

  �(duì)異常情況和某些請(qǐng)求�(jìn)行處�:即異常和中斷的處�.

  總線控制邏輯

CPU的基本組�

  ALU:功能:操作�(shù)�(lái)源(1�(gè)�

  指令譯瑪器:功能;輸�;輸�

  操作控制器:功能;輸�;輸�

  �(shí)序產(chǎn)生器:功�

  寄存�

  通用寄存�

  PSW:信息來(lái)源(1�(gè)�;信息去向(操作控制器);保存由算術(shù)指令和邏輯指令運(yùn)算或�(cè)試結(jié)果建立的各種條件�,例�8086的PSW:�(jìn)位標(biāo)志(CF�、溢出標(biāo)志(OF�,運(yùn)算結(jié)果為0�(biāo)志(ZF�,運(yùn)算結(jié)果為�(fù)�(biāo)志(SF),是否允許外部中斷(IF)等�

  DR:信息來(lái)源(3�(gè)�;信息去向(1�(gè)��

  IR:功能;信息�(lái)�;信息去�

  PC:功�;信息去�

  AR:功�;信息去�

CPU 的制造工藝流�

  � 光刻�

  這是目前的CPU制造過(guò)程當(dāng)中工藝非常復(fù)雜的一�(gè)步驟,為什么這么�(shuō)呢?光刻蝕過(guò)程就是使用一定波�(zhǎng)的光在感光層中刻出相�(yīng)的刻�� 由此改變?cè)撎幉牧系幕瘜W(xué)特性。這項(xiàng)技�(shù)�(duì)于所用光的波�(zhǎng)要求極為�(yán)�,需要使用短波長(zhǎng)的紫外線和大曲率的透鏡??涛g�(guò)程還�(huì)受到晶圓上的污點(diǎn)的影�。每一步刻蝕都是一�(gè)�(fù)雜而精�(xì)的過(guò)�。設(shè)�(jì)每一步過(guò)程的所需要的�(shù)�(jù)量都可以�10GB的單位來(lái)�(jì)�,而且制造每塊處理器所需要的刻蝕步驟都超�(guò)20步(每一步�(jìn)行一層刻蝕)。而且每一層刻蝕的圖紙如果放大許多倍的�,可以和整�(gè)紐約市外加郊區(qū)范圍的地圖相�,甚至還要復(fù)�,試想一�,把整�(gè)紐約地圖縮小到實(shí)際面積大小只�100�(gè)平方毫米的芯片上,那么這�(gè)芯片的結(jié)�(gòu)有多么復(fù)�,可想而知了吧�

  單晶硅錠和最初的核心架構(gòu)

  �(dāng)這些刻蝕工作全部完成之后,晶圓被翻轉(zhuǎn)�(guò)�(lái)。短波長(zhǎng)光線透過(guò)石英模板上鏤空的刻痕照射到晶圓的感光層上,然后撤掉光線和模板。通過(guò)化學(xué)方法除去暴露在外邊的感光層物�(zhì),而二氧化硅馬上在陋空位置的下方生��

  英特爾技�(shù)人員在監(jiān)�(cè)自動(dòng)濕刻蝕工具中的晶�,該工藝可清除晶圓上多余的操作助劑或者污染物�

  � 摻雜

  在殘留的感光層物�(zhì)被去除之�,剩下的就是充滿的溝壑的二氧化硅層以及暴露出�(lái)的在該層下方的硅層。這一步之�,另一�(gè)二氧化硅層制作完�。然后,加入另一�(gè)帶有感光層的多晶硅層。多晶硅是門電路的另一種類型。由于此處使用到了金屬原料(因此稱作金屬氧化物半�(dǎo)體),多晶硅允許在晶體管�(duì)列端口電壓起作用之前建立門電路。感光層同時(shí)還要被短波長(zhǎng)光線透過(guò)掩模刻蝕。再�(jīng)�(guò)一部刻�,所需的全部門電路就已�(jīng)基本成型�。然�,要�(duì)暴露在外的硅層通過(guò)化學(xué)方式�(jìn)行離子轟擊,此處的目的是生成N溝道或P溝道。這�(gè)摻雜�(guò)程創(chuàng)建了全部的晶體管及彼此間的電路連接,沒(méi)�(gè)晶體管都有輸入端和輸出端,兩端之間被稱作端口�

  � 重復(fù)這一�(guò)�

  從這一步起,你將持�(xù)添加層級(jí),加入一�(gè)二氧化硅�,然后光刻一次。重�(fù)這些步驟,然后就出現(xiàn)了一�(gè)多層立體架構(gòu),這就是你目前使用的處理器的萌芽狀�(tài)�。在每層之間采用金屬涂膜的技�(shù)�(jìn)行層間的�(dǎo)電連接。今天的P4處理器采用了7層金屬連接,而Athlon64使用�9�,所使用的層�(shù)取決于最初的版圖�(shè)�(jì),并不直接代表著最終產(chǎn)品的性能差異�

  � 封裝�(cè)試過(guò)�

  接下�(lái)的幾�(gè)星期就需要對(duì)晶圓�(jìn)行一�(guān)接一�(guān)的測(cè)�,包括檢�(cè)晶圓的電�(xué)特性,看是否有邏輯�(cuò)�,如果有,是在哪一層出�(xiàn)的等�。而后,晶圓上每一�(gè)出現(xiàn)�(wèn)題的芯片單元將被單獨(dú)�(cè)試來(lái)確定該芯片有否特殊加工需要�

  技�(shù)人員正在檢查各�(gè)晶圓,確保每�(gè)晶圓都處于狀�(tài)。每�(gè)晶圓中可能包含數(shù)百�(gè)芯片�

  晶圓在測(cè)試過(guò)程中旋轉(zhuǎn)�(shí)的特�

  而后,整片的晶圓被切割成一�(gè)�(gè)�(dú)立的處理器芯片單�。在最初測(cè)試中,那些檢�(cè)不合格的單元將被遺棄。這些被切割下�(lái)的芯片單元將被采用某種方式�(jìn)行封�,這樣它就可以順利的插入某種接口規(guī)格的主板了。大多數(shù)intel和AMD的處理器都會(huì)被覆蓋一�(gè)散熱�。在處理器成品完成之�,還要�(jìn)行全方位的芯片功能檢�(cè)。這一部會(huì)�(chǎn)生不同等�(jí)的產(chǎn)�,一些芯片的�(yùn)行頻率相�(duì)較高,于是打上高頻率�(chǎn)品的名稱和編�(hào),而那些運(yùn)行頻率相�(duì)較低的芯片則加以改�,打上其它的低頻率型�(hào)。這就是不同市�(chǎng)定位的處理器。而還有一些處理器可能在芯片功能上有一些不足之處。比如它在緩存功能上有缺陷(這種缺陷足以�(dǎo)致絕大多�(shù)的CPU癱瘓�,那么它們就�(huì)被屏蔽掉一些緩存容�,降低了性能,當(dāng)然也就降低了�(chǎn)品的售價(jià),這就是Celeron和Sempron的由�(lái)�

  在CPU的包裝過(guò)程完成之后,許多�(chǎn)品還要再�(jìn)行一次測(cè)試來(lái)確保先前的制作過(guò)程無(wú)一疏漏,且�(chǎn)品完全遵照規(guī)格所述,�(méi)有偏��

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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