Az első Mikroprocesszor mint az Intel 4004-et Ted Hoff, Masatoshi Shima, Federico Faggin és Stanley Mazor találta fel. Ezeknek a processzoroknak a mérete 8 bites processzor (egyszerre csak 1 bájtot olvas vagy ír), 16 bites (egyszerre csak 2 bájtot olvas vagy ír), 32 bites (egyszerre csak 4 bájtot olvas vagy ír) és 64 bites ( egyszerre olvassa vagy írja az egyetlen bájtot). Az összes műveletet vagy funkciót a programozó által összeállítási nyelven írt programtól függ, és az élettartama meghaladja a 3000 órát. Szinte minden háztartási elektronikai termék tartalmaz mikroprocesszort, néhány példa ezekre: mosógépek, hűtőszekrények, gejzírek, riasztórendszerek, mikrohullámú sütő, laptopok stb.
Mi az a mikroprocesszor?
A mikroprocesszort leginkább a beágyazott vezérlő alkalmazások például háztartási alkalmazások, gépjárművek és számítógépes perifériák. Ez egy integrált elektronikus áramkör amely vezérli a számítógép vagy más digitális eszközök CPU-jának vagy központi processzorának összes funkcióját. A CPU teljes funkcióját egyetlen integrált áramkör vezérli, amely elfogadja a bináris adatokat bemenetként, és ezeket az adatokat a megadott utasítások szerint feldolgozza, majd létrehozza a kimenetet. Ez a processzor milliónyi apró alkatrészt tartalmaz, mint például tranzisztorok , regiszterek és diódák. Ennek a processzornak a blokkvázlatát az alábbi ábra mutatja.
mikroprocesszor-blokk-diagram
A mikroprocesszor alkatrészei
Ennek a processzornak az alkotóelemei az ALU, a vezérlőegység, a bemeneti-kimeneti eszközök és a Register tömb.
- Az ALU (aritmetikai logikai egység) számtani és logikai műveleteket egyaránt végrehajt. Számtani műveletek, például összeadás, kivonás, szorzás, osztás és logikai műveletek, például NOR, AND, NAND, OR, XOR, NOT, XNOR stb.
- A vezérlőegység az utasítások vezérlésére szolgál, és generálja a jeleket a többi alkatrész működtetéséhez.
- A regiszter tömb regiszterekből áll. Nyilvántartások amelyeket a programozó önkényes adatok tárolására használ, általános célú regisztereknek nevezzük, és azokat a regisztereket, amelyeket a programozó nem használ az adatok tárolására, fenntartott regisztereknek nevezzük. A regiszter hosszát a számítógép szóhosszának nevezzük.
- A bemeneti-kimeneti eszközökkel adatátvitelt végeznek a mikrokomputerek és a külső eszközök között.
Hogyan készülnek a mikroprocesszorok?
A mikroprocesszorokat szilícium vagy germánium készíti. A szilícium és a germánium félvezetők, szinte minden elektronikus alkatrészt ezek a félvezetők gyártanak.
A mikroprocesszor generációi
Öt generációja van ennek a processzornak, amelyek főleg a következőket tartalmazzák.
- Első generációs mikroprocesszor : Az első generációs processzorok 4 bites mikroprocesszorok, amelyeket 1971 - 1972-ben vezettek be.
- Második Generációs mikroprocesszor : A második generációs processzorok 8 bites mikroprocesszorok, amelyeket 1973-ban vezettek be.
- Harmadik Generációs mikroprocesszor : A harmadik generációs processzorok 16 bites mikroprocesszorok, amelyeket 1978-ban vezettek be.
- Negyedik Generációs mikroprocesszor : A negyedik generációs processzorok 32 bites mikroprocesszorok.
- Ötödik Generációs mikroprocesszor : Az ötödik generációs processzorok 64 bites mikroprocesszorok.
Mikroprocesszor működése
A kimenet megszerzéséhez az első mikroprocesszor lekéri az utasításokat a számítógép memóriájából, majd dekódolja és bináris formában végrehajtja ezeket az utasításokat. Az adott mikroprocesszor teljesítményét bitekben mérjük.
Ez a processzor az alábbi lépésekkel hajtja végre az utasítást
mikroprocesszor működése
- Letöltés (IF): Ez a mikroprocesszor első lépése, amely lekéri az utasítást a memóriából.
- Dekódolás (ID): Ez az utasítás dekódolásához használt mikroprocesszor második lépése.
- Végrehajtás (EX): Ennek a processzornak az utolsó lépése az utasítások és a kimenet végrehajtása.
A mikroprocesszorok típusai
A processzorok típusai az alábbi ábra mutatja.
- Vektorprocesszorok: A vektorprocesszort vektorszámításra tervezték, és ez egy operandus tömb. A vektorok felhasználásával nagyszámú változó tárolható nagy intenzitású adatfeldolgozás céljából. Az időjárás-előrejelzés, az emberi genom feltérképezése, a térinformatikai adatok néhány példa a vektorprocesszorokra: IBM 390 / VF, DEC’S vax 9000 stb.
- Processzorok vagy SIMD processzorok: Tömbprocesszort is terveztek vektorszámításokhoz, és ez egyetlen utasítás több adat (SIMD) processzor. A SIMD alkalmazásai közé tartozik a képfeldolgozás, a 3d-s renderelés, a beszédfelismerés, a hálózatépítés, a DSP funkciók stb.
típusú mikroprocesszor
- Skaláris és szuperkalár processzorok: A skaláris adatokat végrehajtó processzor skaláris processzor. A skalárprocesszorok talán a RISC skalárprocesszorok vagy a CISC skalárprocesszorok. A szuperkalár processzor óránként egynél több utasítást hajt végre, és több vezetékkel rendelkezik.
- Digitális jelfeldolgozók: A digitális jelfeldolgozókkal a jeleket digitális formában dolgozzák fel. A DSP alkalmazásai az audio jelfeldolgozás, a digitális képfeldolgozás, a videotömörítés, a hangtömörítés, a beszédfeldolgozás és a felismerés stb. A digitális jelfeldolgozók a Motorola 56000, a nemzeti lm 32900 stb.
- RISC processzorok: A RISC teljes formája csökkentett utasításkészletű számítógép. A processzor utasításai nem összetettek. Olyan csúcskategóriás alkalmazásokban használják, mint a videófeldolgozás, a telekommunikáció és a képfeldolgozás.
- CISC processzorok: A CISC teljes formája egy összetett utasításkészletű számítógép. A processzor utasításai összetettek. A számításokhoz külső memória szükséges. A CISC-architektúrát olyan alacsony kategóriájú alkalmazásokban használják, mint a biztonsági rendszerek, az otthoni automatizálás stb.
- ASIC processzorok: Az ASIC az alkalmazás-specifikus integrált áramköröket jelenti. Speciális funkciókhoz vagy alkalmazásokhoz valósítják meg.
A mikroprocesszor legjobb vállalatai
Az AMD (fejlett mikroeszközök), az Intel, az Nvidia, a Marvell technológiai csoport, az Enoceangmbh, az Ensilica, az ARM és az Adapteva a processzor néhány legjobb vállalata. Az AMD (fejlett mikroeszközök) vállalat nemrégiben implementálta az AMD ryzen 9 3900x, AMD ryzen 5 2600x stb., És az Intel legjobb mikroprocesszora az Intel core i9-9900k.
Alkalmazások
A processzor alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- Szerencsejáték
- web böngészés
- Dokumentumok készítése
- Matematikai számítások
- Szimulációk
- fénykép szerkesztés
- Háztartási készülékek
- Az autóelektronikában
- A mérésnél
- A mobil elektronikában
- Ban ben épület automatizálás stb.
Előnyök
A processzor előnyei a következők
- Alacsony költségű
- Magassebesség
- Kis méret
- Alacsony energia fogyasztás
- Sokoldalú
- Megbízható
- Hordozható
- Könnyen kivitelezhető
- Könnyen módosítható
Hátrányok
A processzor hátrányai a következők.
- A lebegőpontos műveletek nem támogatottak.
- Néha túlmelegedhet.
Így mindez a mikroprocesszor . Mint tudjuk, hogy ez a processzor az egyik legjobb technológia, amely szinte minden elektronikus termékben használható. Használata napról napra növekszik, más technológiákhoz képest a költségek alacsonyabbak és a mikroprocesszor sebessége magas. Itt egy kérdés az Ön számára - mit használ jelenleg az előremenő mikroprocesszor?
