Hvad er mikroprocessorer? Typer af mikroprocessorer

Computerteknologier tillader os at arbejde medbetydelig effektivitet. Men hvordan fungerer de overhovedet? Dette hjælpes af en lang række forskellige enheder og enheder. Og en af ​​dem er en mikroprocessor. Hvad er det? Hvad er dens funktioner? Hvad er egenskaberne ved denne enhed? Hvad er mikroprocessorarkitektur? Hvilke parametre er afhængige af det?

Hvad er mikroprocessorer?

Dette er navnet på den enhed, der ersoftware kontrolleret. Dens opgave er at behandle og styre digital information. Mikroprocessorstyringen skal være lille, men samtidig funktionel. Heraf kommer en række ejendomme, som nu vil blive fortalt. En mikroprocessor implementeres på (super) store integrerede kredsløb ((C) LSI), som kan være flere stykker. For dem er følgende karakteristiske:

1. Lavpris (refererer til masseproduktion).
2. Produktionens enkelhed (på en teknologi);
3. Det optager lille plads (nogle få kvadratcentimeter eller endda millimeter).
4. Høj pålidelighed.
5. Brug lidt energi.

Mikroprocessorens indretning afhænger væsentligt af konstruktionen af ​​dens arkitektur. Desuden vil dette blive diskuteret og inden for rammerne af artiklen vil tre typer blive overvejet.

funktioner

Dette gør dem generelt skabt. Så er mikroprocessorens funktioner:

1. Læs og afkode kommandoer, der kommer fra hovedhukommelsen.
2. Accepter og behandle anmodninger fra adaptere til vedligeholdelse af eksterne enheder (VU).
3. Læs data fra RAM- og VU-registre.
4. Opret styresignaler, der styrer andre noder og blokke i en pc.
5. Process data og få dem til at skrive til hovedhukommelsen, samt registreringer af eksterne enheder.

Mikroprocessorens vigtigste egenskaber

Der er fire i alt:

1. Bitdybde.
2. Performance.
3. Kommandosystem.
4. Mængden af ​​adresserbar hukommelse.

Grupper af mikroprocessorer

De skelnes af tre:

1. CISC. Der er et komplet sæt kommandoer.
2. RISC. Der er et forkortet sæt kommandoer.
3. MISC. Der er et minimum af kommandoer, men de har en meget høj hastighed for begge denne klasse af enheder.

CISC-type mikroprocessorer

De kan arbejde som en del af computernetværket. Der er også mulighed for multitasking og hukommelsesbeskyttelse. Mikroprocessorer af denne type kan fungere i to tilstande: beskyttet og ægte. Den første giver muligheden for multitasking og øjeblikkelig adgang til udvidet hukommelse. Derudover er den beskyttet mod fremmede meddelelser. I ægte tilstand emuleres 8086 mikroprocessoren, og der er en one-task operation.

Mikroprocessorer af typen RISC

De har enkle mest brugte kommandoer. Hvis du skal udføre noget kompliceret, skal du "bygge" den nødvendige funktionalitet. For at udføre en kommando er kun ét maskinklip spildt på grund af parallel udførelse og overlappning. Til sammenligning, i CISC den mindste vil gå så mange som fire.

Hvad består mikroprocessoren af?

Det er opdelt i to dele:

1. Driftsrum. Indeholder kontrolenheder, aritmetisk logik og mikroprocessorhukommelse.
2. Interface. Den indeholder adresselister, port- og busforvaltningsordninger og en kommandostok.

Vigtigt er arkitektur - logiskorganisationen af ​​en mikroprocessor, der bestemmer dens egenskaber, egenskaber og evnen til at opbygge et computersystem baseret på denne enhed. Der er tre hovedtyper: CISC, RISC og MISC (dette er de universelle enheder). Så i dem er der flere grupper af registre, der arbejder med forskellige grader af forventning. Dette giver dig mulighed for at udføre operationer bogstaveligt "i pipeline-tilstand." Dette påvirker positivt den effektive hastighed. Mikroprocessoren på computeren tjener normalt kun en enhed - sig et tastatur.

CISC Arkitektur

Komplekse instruktionssæt Computer - omfattende instruktioner til computeren. Egenskaberne ved en mikroprocessor med denne arkitektur er som følger:

1. Har et stort antal hold, der adskiller sig i deres funktionalitet, længde og format.
2. Der anvendes forskellige adressesystemer.
3. Der er en kompleks kodning af kommandoer.

Hvad er mikroprocessorerne i denne arkitektur? Disse er komplekse enheder, hvis hovedfokus er på funktionalitet.

RISC Arkitektur

Reduced Instrucktion Set Computer - homogene instruktioner til computeren. Egenskaberne ved en mikroprocessor med denne arkitektur er som følger:

1. Bruger en forenklet type kommandosystem: De har alle samme format med en simpel kodning. Data fra RAM til registeret for mikroprocessoren og omvendt flyttes ved brug af boot instruktioner.
2. På trods af den høje hastighed kan disse mikroprocessorer have en relativt lav klokkehastighed og en mindre grad af integration af VLSI.
3. Hold udfører mindre belastning på RAM.
4. Men debugging arbejdet med programmer på RISC er meget mere kompliceret end på CISC.
5. Det er umuligt at anvende de samme programmer med CISC.

MISC Arkitektur

Multipurpose Instruction Set Computer -Multipurpose instruktioner til computerstyring. Det er et forsøg på at kombinere fordelene ved CISC og RISC. Her er elementbasen samlet fra separate dele (som ofte kombineres i en krop):

1. Hoveddelen. Det er baseret på RISC arkitekturen.
2. Udvidelig del. På den er en tilsluttet ROM-firmware.

Systemet selv erhverver CISC's egenskaber. Så de vigtigste teams arbejder her på grundlag af RISC. Samtidig er der en udvidelse, der "skaber" firmwaren. RISC-basen udfører alle sine kommandoer i et trin. Og udvidelsen bruger et komplekst sæt kommandoer. På grund af tilstedeværelsen af ​​ROM elimineres ulempen ved RISC, at når driftskoden er udarbejdet fra et sprog på højt niveau, er det allerede dekrypteret og åbent for programmøren. Det er det, som mikroprocessorer er, og de burde have sådanne egenskaber ud fra det synspunkt, de har givet deres arkitektur.

konklusion

Hvad er mikroprocessorer og hvad er grundlaget for deresfungerer - vi har overvejet dette. Selvfølgelig, for at forstå alle nuancerne i disse enheder, er du nødt til at afsætte en masse tid og ikke er bekendt med en bog og en samling af foredrag. Men selve grundlaget er allerede der.