Den primære isolasjonsmekanismen mellom stadier inne i en mikroprosessor og de utenfor er
grensen mellom prosessorkjerne
og Eksternt system
. Denne grensen er i hovedsak en
fysisk separasjon håndhevet av
chip -design seg selv.
Her er en oversikt over hvordan denne isolasjonen fungerer:
1. Fysisk separasjon:
* prosessorkjerne: Selve kjernen, som inneholder CPU, registre, cache og andre interne komponenter, er et fysisk distinkt område på brikken.
* Eksternt system: Dette inkluderer alt utenfor kjernen, for eksempel minne, periferiutstyr, inngangs-/utgangsenheter og systembussen.
2. Grensesnitt og kommunikasjon:
* Systembuss: Kjernen kommuniserer med det eksterne systemet via en dedikert systembuss, og fungerer som en vei for dataoverføring og kontrollsignaler.
* Minnekontrollere: Prosessoren bruker dedikerte minnekontrollere for å få tilgang til og administrere data i det eksterne minnet.
* Input/Output Controllers: Periferiutstyr og enheter kobles til via spesialiserte I/O -kontrollere, administrerer dataflyt og kontrollsignaler.
3. Tilgangskontroll og beskyttelsesmekanismer:
* minnebeskyttelsesenheter (MPUer): Moderne prosessorer bruker MPUer som håndhever tilgangstillatelser for forskjellige minneområder, og forhindrer uautorisert tilgang fra omverdenen.
* Avbruddshåndtering: Eksterne enheter kan be om oppmerksomhet fra prosessoren gjennom avbrudd. Prosessoren kontrollerer imidlertid som avbryter aksepteres og håndteres.
* Sikkerhetsfunksjoner: Avanserte mikroprosessorer inkluderer ofte maskinvarebaserte sikkerhetsfunksjoner som minnekryptering og sikre oppstartsmekanismer for å beskytte sensitive data og operasjoner.
4. Abstraksjoner og grensesnitt:
* operativsystem: Operativsystemet spiller en avgjørende rolle i å isolere prosessorkjernen fra den ytre verden. Den administrerer systemressurser, gir APIer for tilgang til periferiutstyr og implementerer sikkerhetspolitikk.
* enhetsdrivere: Spesifikke drivere gir et programvaregrensesnitt mellom prosessorkjernen og individuelle eksterne enheter, noe som muliggjør kommunikasjon og kontroll.
I hovedsak er prosessorkjernen som et skjermet rom med nøye kontrollerte tilgangspunkter. Det eksterne systemet kan be om tilgang, men kjernen i seg selv bestemmer hvordan og når du skal svare, og sikrer integriteten og stabiliteten i interne operasjoner.
