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中央處理�
閱讀�8356�(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�

  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”形成操作控制信號序�,通過CPU或I/O�(shè)備執(zhí)�,還包括對�(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

  對異常情況和某些請求�(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)來源�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)算或測試�(jié)果建立的各種條件碼,例如8086的PSW:�(jìn)位標(biāo)志(CF�、溢出標(biāo)志(OF),�(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:信息來源(3�(gè)�;信息去向(1�(gè));

  IR:功�;信息來源;信息去向

  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制造過程當(dāng)中工藝非常復(fù)雜的一�(gè)步驟,為什么這么說呢?光刻蝕過程就是使用一定波長的光在感光層中刻出相應(yīng)的刻�� 由此改變該處材料的化�(xué)特性。這項(xiàng)技�(shù)對于所用光的波長要求極為嚴(yán)�,需要使用短波長的紫外線和大曲率的透鏡??涛g過程還會(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�。設(shè)�(jì)每一步過程的所需要的�(shù)�(jù)量都可以�10GB的單位來�(jì)量,而且制造每塊處理器所需要的刻蝕步驟都超�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話,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)雜,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)過來。短波長光線透過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成�

  英特爾技�(shù)人員在監(jiān)測自�(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)被去除之后,剩下的就是充滿的溝壑的二氧化硅層以及暴露出來的在該層下方的硅�。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�。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)還要被短波長光線透過�??涛g。再�(jīng)過一部刻�,所需的全部門電路就已�(jīng)基本成型�。然�,要對暴露在外的硅層通過化學(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)摻雜過程�(chuàng)建了全部的晶體管及彼此間的電路連接,沒�(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)這一過程

  從這一步起,你將持�(xù)添加層級,加入一�(gè)二氧化硅�,然后光刻一�。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�

  � 封裝測試過程

  接下來的幾�(gè)星期就需要對晶圓�(jìn)行一�(guān)接一�(guān)的測�,包括檢測晶圓的電學(xué)特�,看是否有邏輯錯(cuò)�,如果有,是在哪一層出�(xiàn)的等等。而后,晶圓上每一�(gè)出現(xiàn)問題的芯片單元將被單�(dú)測試來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�

  晶圓在測試過程中旋轉(zhuǎn)�(shí)的特�

  而后,整片的晶圓被切割成一�(gè)�(gè)�(dú)立的處理器芯片單元。在最初測試中,那些檢測不合格的單元將被遺�。這些被切割下來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�。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測。這一部會(huì)�(chǎn)生不同等級的�(chǎn)�,一些芯片的�(yùn)行頻率相對較高,于是打上高頻率產(chǎn)品的名稱和編�,而那些運(yùn)行頻率相對較低的芯片則加以改造,打上其它的低頻率型號。這就是不同市場定位的處理器。而還有一些處理器可能在芯片功能上有一些不足之�。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��

  在CPU的包裝過程完成之�,許多產(chǎn)品還要再�(jìn)行一次測試來確保先前的制作過程無一疏漏,且�(chǎn)品完全遵照規(guī)格所述,沒有偏差�

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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