Архитектуры микропроцессорных систем

1,Архитектуры микропроцессорных систем.  
Типовая архитектура микропроцессорного устройства и ее основные элементы: шины данных (ШД), адреса (ША), управления (ШУ), память, порты ввода/вывода. 

На схеме видны  основные элементы простейшего микропроцессорного устройства. Все названия даны в  русском и английском вариантах. 
CPU - центральный процессор (центральное процессорное устройство - ЦПУ) 
RAM - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 
ROM - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 
Port I/O - порт ввода/вывода 
Процессор - это основной управляющий элемент всей схемы. ОЗУ и ПЗУ - это два вида памяти. Их можно было бы не разделять. Процессор их и не разделяет и работает с обоими видами памяти одинаково. Но между ними есть одно довольно существенное различие. ОЗУ хранит информацию только при наличии напряжения питания.  
ПЗУ строятся по другой технологии. Они называются постоянными запоминающими устройствами потому, что информация в них записывается один раз либо при их производстве, либо непосредственно перед применением, при помощи специальных программаторов. Принцип хранения информации основан на пережигании внутренних перемычек в специальных микросхемах. Порты ввода/вывода - это обыкновенные регистры. Они служат для того, что бы микропроцессорная система могла управлять, какими ни будь внешними устройствами. С одной стороны к ним подключены системные шины, а с другой подключаются внешние устройства.
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2,Обобщенная структура микропроцессора

Процессор - это функциональный блок вычислительного устройства, предназначенный для реализации обработки цифровых данных и управления ходом этой обработки. Указанные действия выполняются процессором по командам, которые он автоматически считывает из памяти вычислителя.

В обобщенном виде функционирование процессора может  быть представлено как циклическое  чередование двух этапов – (1) выборки (чтения) командиз памяти и их дешифрации, и (2) выполнения команд.

Выборка (чтение) команд является автоматическим процессом, происходящим под воздействием импульсов от генератора тактовых импульсов (ГТИ), и не зависит от программиста в смысле механизма реализации, который жестко определяется аппаратной структурой процессора.

Дешифрация  команды представляет собой процесс формирования последовательности управляющих сигналов для всех узлов процессора и других блоков вычислителя на основе информации (т.е. кода), содержащегося в команде.

Действия, выполняемые в  соответствии с командой, могут представлять собой арифметическую или логическую обработку данных, пересылку данных, формирование адреса следующей команды или изменение режимов работы процессора. В любом случае эти действия определяются программистом в рамках имеющейся в его распоряжении системы команд конкретного процессора. После выполнения действий, задаваемых командой, процессор автоматически переходит к выборке следующей команды из памяти.

Современные микропроцессоры существенно различаются  набором функциональных блоков и  связями между ними. Тем не менее, в структуре любого процессора можно  выделить основные элементы, определяющие специфику процессора как управляющего центра вычислителя. Прежде всего, речь идет о двух блоках: устройстве управления и операционном устройстве.

Устройство  управления (УУ) предназначено для реализации выборки команд, их дешифрации, и на основе этого – для управления обменом и обработкой информации путем генерации последовательности управляющих сигналов.

Операционное  устройство (ОУ) служит для обработки цифровой информации (арифметические и логические операции, сдвиги, анализ чисел и т.п.).

Обобщенна структура  микропроцессора показана на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Обобщенная структура микропроцессора

Основным  элементом для хранения информации внутри процессора являются регистры, которые выполняют функцию сверхоперативного ОЗУ с минимальным временем записи и считывания.

Регистр команд РгК (англ. IR - insructionregister) используется для фиксации кода команды после считывания ее из памяти. Как правило, в этом регистре фиксируется лишь код операции (КОП) - часть кода команды, определяющая выполняемое действие и способ адресации операндов (см. ниже).

Регистры  операндов служат для хранения данных в процессе их обработки, позволяют избегать постоянных обращений к памяти. В современных процессорах количество регистров операндов может достигать 10-15 штук. По сути, они образуют внутреннюю память процессора. В однокристальных микроконтроллерах количество регистров операндов доведено до нескольких десятков, и применительно к ним вводится понятие регистрового файла.Некоторые из регистров операндов могут использоваться также для хранения или формирования адресов других операндов, т.е. на их основе реализуется механизм косвенной адресации данных в памяти (см. ниже). Данные, размещенные в регистрах операндов, поступают на обработку в арифметико-логическое устройство (АЛУ). В некоторых типах процессоров один из регистров операндов всегда является и приемником результата операции в АЛУ – такой регистр принято называть регистром-аккумулятором Процессоры, в которых принята схема выполнения операций в виде:

<аккумулятор> (операция) <операнд> Þ <аккумулятор>,

называются  процессорами с аккумуляторно-ориентированной структурой.

Счетчик команд (англ. PC - programmingcounter) - регистр, в котором при выборке или выполнении текущей команды формируется адрес следующей команды. Модификация содержимого регистра PC – это средство управления последовательностью выборки команд из памяти и, следовательно, управления ходом вычислительного процесса (т.е. реализация ветвлений в алгоритмах).

Указатель стека (англ. SP - stackpointer ) - регистр, в котором при выполнении программы хранится адрес границы той области памяти, для которой программист использует принцип последовательного доступа к данным (так называемый протокол работы со стеком).

Регистр адреса - регистр, в котором формируется адрес любого устройства, внешнего по отношению к процессору (ячейки памяти или порта ввода-вывода), перед обращением к этому устройству. Данный регистр необходим, поскольку источником адресной информации могут являться различные регистры процессора. При этом регистр адреса играет роль накапливающего буфера, из которого адресная информация выдается на внешнюю шину адреса.

Регистр признаков (англ. F - flags) - это элемент внутренней памяти, в котором в виде отдельных битов фиксируются признаки, характеризующие результат операции, выполненной в АЛУ (нулевой результат, переполнение разрядной сетки и т.п.).

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) - функциональный блок процессора, предназначенный для реализации действий по обработке данных.

Результат операции, выполненной в АЛУ, заносится  в один из регистров или пересылается в память (в зависимости от команды). В регистре признаков автоматически  формируются признаки, характеризующие  этот результат.

Функционирование  процессора всегда синхронизируется от внешнего генератора тактовых импульсов (ГТИ). Именно под влиянием импульсов  от ГТИ устройство управления процессора автоматически реализует действия, связанные с выборкой команд из памяти и их дешифрацией.

Выполнение  команды всегда занимает некоторое  количество периодов тактовой частоты  и состоит из последовательности элементарных действий процессора (выборка  команды, чтение операнда, вычисление в АЛУ). Эти элементарные действия называют машинными циклами (МЦ). В течение каждого МЦ происходит генерация строго определенной комбинации управляющих сигналов для соответствующих узлов процессора и всей вычислительной системы. 

     3,Пам‘ять мікропроцесорних систем. Постійні запам’ятовуючі пристрої (ПЗП). Інтерфейс ПЗП з мікропроцесорними системами.

Для хранения информации в микропроцессорных  системах используются запоминающие устройства на основе полупроводниковых материалов, а также магнитные и оптические внешние носители. Внутренняя память компьютера представлена в виде отдельных  интегральных микросхем (ИМС) собственно памяти и элементов, включенных в  состав других ИМС, не выполняющих непосредственно  функцию хранения программ и данных - это и внутренняя память центрального процессора, и видеопамять, и контроллеры  различных устройств. Для функционирования компьютерной системы необходимо наличие  как оперативного запоминающего  устройства (ОЗУ), так и постоянного  запоминающего устройства (ПЗУ), обеспечивающего  сохранение информации при выключении питания. ОЗУ может быть статическим  и динамическим, а ПЗУ однократно или многократно программируемым.

Постоянное ЗУ содержит информацию, которая не должна изменяться в ходе выполнения процессором  программы. Такую информацию составляют стандартные подпрограммы, табличные  данные, коды физических констант и  постоянных коэффициентов и т. п. Эта информация заносится в ПЗУ  предварительно, и в ходе работы процессора может только считываться. Таким образом, ПЗУ работает в  режимах хранения и считывания.

ПЗУ обладает преимуществом  перед ОЗУ в свойстве сохранять  информацию при сбоях и отключении пита¬ния. Это свойство получило название энергонезависимость. Опе¬ративное ЗУ является энергозависимым, так как  информация, записанная в ОЗУ, утрачивается при сбоях питания.

Запись информации в постоянные ЗУ, как правило, существенно  отличается от считывания по способу  и времени выполнения. Процесс  записи для полупроводниковых постоянных ЗУ получил также название “прожига”  или программирования, первое из которых  связано со способом записи, сводящимся к разрушению (расплавлению, прожигу) соединительных перемычек в чистом ЗУ. В полупроводниковых ПЗУ в  качестве элементов памяти, точнее, в качестве нелинейных коммутирующих  и усилительных элементов обычно используются транзисторы. Они объединены в матрицу, выборка данных из которой  производится по строкам и столбцам, соответствующим указанному адресу, так же, как и в других ЗУ с  произвольным доступом.

Строго говоря, непосредственно запоминание информации в этом ПЗУ осуществляется плавкой  перемычкой, а транзисторы выполняют  роль ключей-усилителей. Плавкая перемычка  может быть изготовлена из нихрома, поликристаллического кремния или  других материалов. В зависимости  от того, как именно работает усилитель  считывания (в режиме повторителя  или инвертора), наличие перемычки  соответствует записи “1” или  “0”. Разрушение перемычки (импульсом  сильного тока) приводит к записи значения, обратного исходному.

ИНТЕРФЕЙС С ПЗУ

Большинство микропроцессоров сами по себе функционально ограничены. Большая часть из них содержит память и немногие порты ввода/вывода, которые через интерфейс соединяют  их с периферией. Интерфейс – совокупность унифицированных технических и программных средств, необходимых для подключения данных устройств к системе или одной системы к другой. Среди прочих свойств интерфейса отметим решение им задачи синхронизации, выбора направления передачи данных и иногда приведение уровней или форм сигналов.

Рассмотрим задачу разработки интерфейса с ПЗУ. На рис. 9.4 приведена часть системы, включающая МП и ПЗУ. С выходами   ПЗУ соединены 8 линий шины данных. Единственный выход управления считыванием   идет из МП на вход активизации   ПЗУ.

 
Рис. 9.4 Структурная схема интерфейса с ПЗУ

С постоянным запоминающим устройством емкостью 4 Кбайт соединены 12 линий адресной шины младших разрядов ( ). Дешифратор, встроенный в ИС ПЗУ, может получить доступ к любому из 4096 (212=4096) 8–разрядных слов ПЗУ. Адресные линии четырех старших разрядов ( ) идут в устройство комбинационной логики – дешифратор адреса. Для доступа в ПЗУ и считывания из него данных МП должен: активизировать линии адреса  ; установить сигнал НИЗКОГО уровня на линии управления считыванием  ; установить сигнал НИЗКОГО уровня на линии дешифратора адреса и выбора кристалла. Предположим, что МП нужно обратиться в память по адресу 0000H (0000 0000 0000 00002). Младшие 12 бит подключаются по адресным линиям   к контуру дешифратора ПЗУ. К адресным принадлежат также старшие 4 бита  . Они декодируются дешифратором адреса. Если ( )=00002, дешифратор адреса выдает сигнал, который активизирует вход   выбора кристалла (рис. 9.4). Таким образом, старшие 4 бита адреса выбирают сегмент памяти, а младшие 12 бит определяют нужную ячейку памяти в этом сегменте. В интерфейсе с ПЗУ важное значение имеют способы адресации и синхронизации. Адресация нами рассмотрена, рассмотрим теперь синхронизацию. На рис. 9.5 приведена временная диаграмма сигналов МП, управляющих считыванием 8–разрядного слова из ПЗУ. Верхняя линия диаграммы представляет переход адресных линий   на их соответствующий логический уровень. Согласно рис. 9.4 адресные линии  активизируют адресные входы ПЗУ, тогда как адресные линии   декодируются дешифратором адреса и активизируют вход   выбора кристалла ПЗУ. Спустя некоторое время, выход управления считыванием   МП активизирует процесс вывода данных из ПЗУ. Расположенные здесь данные помещаются на шину данных и принимаются МП. На рис. 9.5 показаны критические ограничения синхронизации. После того как на адресных линиях установился соответствующий логический уровень и активизировался вход  ПЗУ, нужен определенный отрезок времени для извлечения слова данных. Это время необходимо внутренним дешифраторам ПЗУ для нахождения требуемого байта в памяти.

 
Рис. 9.5 Временная диаграмма сигналов МП, управляющих считыванием слова из ПЗУ

На рис. 9.5 использованы кружки и стрелки. Эти индикаторы применяются для обозначения соотношений причины и следствия на временной диаграмме. В качестве примера переход от   – к   – уровню (от HIGH к LOW) на выходе считывания осуществит переключение тристабильных выводов шины данных МП из состояния высокого сопротивления в состояние для приема данных на входе. Штриховая часть временной диаграммы по линии ввода соответствует состоянию высокого сопротивления. При переходе от   – к   – уровню выхода   выводы шины данных МП снова переключатся в третье состояние и не примут данные с шины. Интерфейс с ОЗУ подобен рассмотренной схеме. Его своеобразие заключается в возможности не только считывания информации из памяти, но и записи информации в ОЗУ.

4,Оперативное запоминающее устройство

Для хранения информации в микропроцессорных  системах используются запоминающие устройства на основе полупроводниковых материалов, а также магнитные и оптические внешние носители. Внутренняя память компьютера представлена в виде отдельных  интегральных микросхем (ИМС) собственно памяти и элементов, включенных в  состав других ИМС, не выполняющих непосредственно  функцию хранения программ и данных - это и внутренняя память центрального процессора, и видеопамять, и контроллеры  различных устройств. Для функционирования компьютерной системы необходимо наличие  как оперативного запоминающего  устройства (ОЗУ), так и постоянного  запоминающего устройства (ПЗУ), обеспечивающего  сохранение информации при выключении питания. ОЗУ может быть статическим  и динамическим, а ПЗУ однократно или многократно программируемым.

Другим важным функциональным узлом компьютера является запоминающее устройствоили память. Память, в которой хранятся исполняемые программы и данные, называется оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), или RAM ( Random Access Memory ) —памятью со свободным доступом. ОЗУ позволяет записывать и считывать информацию из ячейки, обращаясь к ней по ее номеру или адресу. Ячейка памяти имеет стандартное число двоичных разрядов. В настоящее время стандартный размер ячейки ОЗУ равняется одному байту. Информация в ОЗУ сохраняется все время, пока на схемы памяти подается питание, т.е. она является энергозависимой.

Существует два  вида ОЗУ, отличающиеся техническими характеристиками: динамическое ОЗУ, или DRAM ( Dynamic RAM ), и статическое ОЗУ,или SRAM ( Static RAM ). Разряд динамического ОЗУ 
построен на одном транзисторе и конденсаторе, наличие или отсутствие заряда на котором определяет значение, записанное в данном бите. При записи или чтении информации из такой ячейки требуется время для накопления (стекания) заряда на конденсаторе. Поэтому быстродействие динамического ОЗУ на порядок ниже, чем у статического ОЗУ, разряд которого представляет собой триггер на четырех или шести транзисторах. Однако из-за большего числа эле- 
ментов на один разряд в одну СБИС статического ОЗУ помещается гораздо меньше элементов, чем у динамического ОЗУ. Например, современные СБИС динамических ОЗУ способны хранить 256—1024 
Мбайт информации, а схемы статических ОЗУ только 256—512 Кбайт. Кроме этого статические ОЗУ более энергоемки и значительно дороже. Обычно, в качестве оперативной или видеопамяти используется динамическое ОЗУ. Статическое ОЗУ используется в качестве небольшой буферной сверхбыстродействующей памяти. В кэш-память из динамической памяти заносятся команды и данные, которые процессор будет выполнять в данный момент.

Скорость работы ОЗУ ниже, чем быстродействие процессора, поэтому применяются различные  методы для повышения ее производительности. Одним из способов увеличения быстродействия ди- 
намического ОЗУ является размещение в одном корпусе микросхемы СБИС нескольких модулей памяти с чередованием адресов. Байт с нулевым адресом находится в первом модуле, байт с первым адресом во втором модуле, байт со вторым адресом в первом модуле и т.д. Поскольку обращение к памяти состоит из нескольких этапов: установка адреса, выбор ячейки, чтение, восстановление, то эти этапы можно совместить во времени для разных модулей. Другим 
способом увеличения быстродействия является чтение из памяти содержимого ячейки с заданным адресом и нескольких ячеек, расположенных рядом. Они сохраняются в специальных регистрах — защелках. Если следующий адрес указывает на одну из уже считанных ячеек, то ее содержимое читается из защелки.

Несмотря на разработку новых типов схем динамических ОЗУ, снижающую время обращения  к ним, это время все еще  остается значительным и сдерживает дальнейшее увеличение производительности процессора. Для уменьшения влияния  времени обращения процессора к  ОЗУ и увеличения производительности компьютера дополнительно устанавливается  сверхбыстродействующая буферная память, выполненная на микросхемах статической  памяти. Эта память называется кэш-памятью (от англ. cache — запас). Время обращения к данным в кэш-памяти на порядок ниже, чем у ОЗУ, и сравнимо со скоростью работы самого процессора.

Запись в кэш-память осуществляется параллельно с запросом процессора к ОЗУ. Данные, выбираемые процессором, одновременно копируются и в кэш-память. Если процессор  повторно обратится к тем же данным, то они будут считаны уже из кэш-памяти. Такая же операция происходит и при записи процессором данных в память. Они записываются в кэш-память, а затем в интервалы, когда  шина свободна, переписываются в ОЗУ. Современные процессоры имеют встроенную кэш-память, которая находится внутри процессора, кроме этого есть кэш-память и на системной плате. Чтобы их различать, кэш-память делится на уровни. На кристалле самого 
процессора находится кэш-память первого уровня, она имеет объем порядка 16—128 Кбайт и самую высокую скорость обмена данными. В корпусе процессора, но на отдельном кристалле находится кэшпамять второго уровня, которая имеет объем порядка 256 Кбайт — 4 Мбайта. И, наконец, кэш-память третьего уровня расположена на системной плате, ее объем может составлять 2—24 Мбайта.

Управление записью  и считыванием данных в кэш-память выполняется автоматически. Когда  кэш-память полностью заполняется, то для записи последующих данных устройство управления кэш- 
памяти по специальному алгоритму автоматически удаляет те данные, которые реже всего использовались процессором на текущий момент. Использование процессором кэш-памяти увеличивает производительность процессора, особенно в тех случаях, когда происходит 
по-следовательное преобразование относительно небольшого числа данных, которые постоянно во время преобразования хранятся в кэш-памяти.

В одном адресном пространстве с ОЗУ находится  специальная память, предназначенная  для постоянного хранения таких  программ, как тестирование и начальная  загрузка компьютера, управление внешними устройствами. Она является энергонезависимой, т.е. сохраняет записанную информацию при отсутствии напряжения питания. Такая память называется постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) или ROM ( Read Only Memory ). Постоянные запоминающие 
устройства можно разделить по способу записи в них информации на следующие категории:

— ПЗУ, программируемые  однократно. Программируются при  изготовлении и не позволяют изменять записанную в них информацию.

— Перепрограммируемые ПЗУ (ППЗУ). Позволяют перепрограммировать их многократно. Стирание хранящейся в ППЗУ информации осуществляется или засветкой полупроводникового кристалла ультрафиолетовым излучением, или электрическим сигналом повышенной мощности, для этого в корпусе микросхемы предусматривается специальное окно, закрытое кварцевым стеклом.

3.4.   ИНТЕРФЕЙС МИКРОПРОЦЕССОРА С ОЗУ

     Устройства  размещения данных, допускающие их запись и считывание, обычно называются ОЗУ. В  настоящее время  существуют оперативные  запоминающие устройства статического и динамического  типа:. Рассмотрим подключение  к МП статических  ОЗУ, которые более  просты для выполнения интерфейса, чем динамические.

     Рассмотрим  рис.3.9, где представлены ОЗУ и МП некоторой  системы. Отметим, что  ОЗУ составлено устройствами 4 КХ8 бит, т. е. может разместить 4096 слов емкостью 8 бит каждое. Еще совсем недавно ОЗУ такого типа составлялись из нескольких ИС (например, 32 ИС ОЗУ 1024Х1 бит). Модуль памяти (или карта памяти) содержит также около десятка дополнительных ИС (порты и буферы), и ОЗУ, представленное как один блок, в действительности является сложной системой. Как и в случае ПЗУ, дешифратор предназначен для выбора сегмента (банка) памяти, а декодирование младших 12бит адреса (A0-A11) осуществляется системой декодирования ОЗУ.

     Шина  данных становится двунаправленной 8-разрядной  для считываемых  и записываемых в  ОЗУ данных. Двенадцать линий младших разрядов МП идут прямо на адресные входы модуля ОЗУ через адресную шину. Четыре линии старших разрядов соединены с дешифратором адреса. Выход  записи в МП соединен по линии управления со входом    ОЗУ. Заметим, что входОЗУ является входом записи/чтения. Это означает, что когда МП  не активизирует выход записи L-сигналом  

  выдает Н-сигнал в ОЗУ, который  точно определяет операцию считывания. Выход   считывания МП соединен по линии управления считыванием с выходом  .

     Временная диаграмма, иллюстрирующая изменения  сигналов МП и ОЗУ в ходе операции считывания, приведена на рис.3.10.

     Адресные  линии МП активизированы и содержат требуемый адрес. Выход считывания   переходит к L-уровню. Тристабильная шина данных переходит в состояние считывания, и МП готов принять с нее данные. Линия выбора модуля  ОЗУ и вход активизации выхода   - оба переходят к L-уровню или активизируются дешифратором адреса и линией управления считыванием микропроцессора. Сигнал входа   сохраняется на Н-уровне или в состоянии считывания. За короткое время после того, как активизация выхода ОЕ приняла L-уровень, активизируются выходы данных. Данные из памяти помещаются на шину данных по выходам ОЗУ. Как и в ПЗУ, время доступа в память при считывании является важным показателем ОЗУ, это время может изменяться в различных статических ОЗУ от 250 до 1000 нс (у отечественных) и 40-70 нс (у западных аналогов).

     На  рис.3.11 приведена временная диаграмма  процесса записи в ОЗУ. Последовательность событий в ходе этой операции начинается посылкой адреса в ОЗУ и дешифратор адреса, который в свою очередь активизирует линию выбора модуля  составленную входами выбора кристалла на отдельных ИС. После интервала времени, называемого временем адресации, импульсом записиWR МП активизирует вход RIW ОЗУ и устанавливает его в состояние записи. Импульс записи должен быть установлен в кратчайшее время, называемое временем импульса записи (или шириной импульса записи). Когда импульс выдан, записываемые в память данные помещаются МП на шину данных. Короткое время спустя ОЗУ принимает данные с шины и записывает их в ячейку памяти. Минимальное время цикла записи для определенного ОЗУ может изменяться в пределах от 250 до 1000 нс; время адресации составляет 20-200, а длительность импульса записи 180-750 нс  (40-70 нс у западных аналогов).

Временная диаграмма сигналов МП при чтении из ОУ.

                   
 
                   
   
Выбор модуля   
  
         
         
             
   
Чтение / запись 
  
     
             
   
Признание вывода 
  
     
             
   
Шина  данных D0-D7
  
     
      Временная диаграмма  сигналов МП при записи в  ОЗУ.      
                   
 
 
  
   
 Маркировка и число выходов выпускаемых ОЗУ изменяются в соответствии с выходными сигналами, вырабатываемыми различными микропроцессорами. В документации сигналы ОЗУ и МП не приводятся подобно тому, как это показано на диаграммах рис. 3.10 и 3.11. Их нужно рассматривать раздельно для оценки совместимости элементов, учитывая, что ячейки памяти динамических ОЗУ требуют обновления (регенерации) их содержимого через каждые несколько микросекунд, устройства интерфейса динамических ОЗУ более сложны, чем статических.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Програмістська  модель мікропроцесора

Как следует  из названия, пользовательскими регистры называются потому, что программист может использовать их при написании своих программ. К этим регистрам относятся (рис. 1):

  • восемь 32-битных регистров, которые могут использоваться программистами для хранения данных и адресов (их еще называютрегистрами общего назначения (РОН)):
    • eax/ax/ah/al;
    • ebx/bx/bh/bl;
    • edx/dx/dh/dl;
    • ecx/cx/ch/cl;
    • ebp/bp;
    • esi/si;
    • edi/di;
    • esp/sp.
  • шесть регистров сегментов: cs, ds, ss, es, fs, gs;
  • регистры состояния и управления:
    • регистр флагов eflags/flags;
    • регистр указателя команды eip/ip.

Рис. 1. Пользовательские регистры микропроцессоров i486 и Pentium

Почему многие из этих регистров приведены с  наклонной разделительной чертой?  
Нет, это не разные регистры — это части одного большого 32-разрядного регистра. Их можно использовать в программе как отдельные объекты.  
Так сделано для обеспечения работоспособности программ, написанных для младших 16-разрядных моделей микропроцессоров фирмы Intel, начиная с i8086.  
Микропроцессоры i486 и Pentium имеют в основном 32-разрядные регистры. Их количество, за исключением сегментных регистров, такое же, как и у i8086, но размерность больше, что и отражено в их обозначениях — они имеют  
приставку (Extended).

Разберемся подробнее  с составом и назначением пользовательских регистров.

Регистры  общего назначения

Все регистры этой группы позволяют обращаться к своим  
“младшим” частям (см. 
рис. 1).  
Рассматривая этот рисунок, заметьте, что использовать для самостоятельной адресации можно только младшие 16 и 8-битные части этих регистров. Старшие 16 бит этих регистров как самостоятельные объекты недоступны. Это сделано, как мы отметили выше, для совместимости с младшими 16-разрядными моделями микропроцессоров фирмы Intel.

Архитектуры микропроцессорных систем