Kas yra mikroprocesorius: kartos ir jų tipai

Pirmas Mikroprocesorius kaip ir „Intel 4004“ išrado Tedas Hoffas, Masatoshi Shima, Federico Fagginas ir Stanley Mazoras. Šių procesorių dydis yra 8 bitų procesoriai (jis vienu metu skaito ar rašo tik 1 baitą), 16 bitų (jis vienu metu skaito ar rašė tik 2 baitus), 32 bitų (jis skaitė arba rašė tik 4 baitus vienu metu) ir 64 bitų ( jis skaitė arba rašė vienintelį baitą vienu metu). Jis atlieka visas operacijas ar funkcijas priklauso nuo programos, kurią programuotojas parašo surinkimo kalba, o jos tarnavimo laikas yra daugiau nei 3000 valandų. Beveik visuose buitinės elektronikos gaminiuose yra mikroprocesorius, keletas pavyzdžių yra skalbimo mašinos, šaldytuvai, geizeriai, signalizacijos sistemos, mikrobangų krosnelės, nešiojamieji kompiuteriai ir kt.

Kas yra mikroprocesorius?

Mikroprocesorius dažniausiai naudojamas įterptosios valdymo programos pavyzdžiui, namų apyvokos reikmenims, automobiliams ir kompiuterių periferiniams įrenginiams. Tai yra integruota elektroninė grandinė kuris valdo visas kompiuterio ar kitų skaitmeninių prietaisų procesoriaus ar centrinio procesoriaus funkcijas. Visą procesoriaus funkciją valdo viena integruota grandinė, kuri priima dvejetainius duomenis kaip įvestį ir apdoroja tuos duomenis pagal pateiktas instrukcijas, tada generuoja išvestį. Šiame procesoriuje yra milijonai mažų komponentų, tokių kaip tranzistoriai , registrai ir diodai. Šio procesoriaus blokinė schema parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.

mikroprocesoriaus-blokinė diagrama

Mikroprocesoriaus komponentai

Šio procesoriaus komponentai yra ALU, valdymo blokas, įvesties-išvesties įrenginiai ir „Register“ masyvas.

• ALU (aritmetinis loginis vienetas) atlieka tiek aritmetines, tiek logines operacijas. Aritmetinės operacijos, tokios kaip sudėjimas, atimimas, daugyba, dalijimas ir loginės operacijos, tokios kaip NOR, AND, NAND, OR, XOR, NOT, XNOR ir kt.
• Valdymo blokas naudojamas instrukcijoms valdyti ir jis generuoja signalus, kad veiktų kiti komponentai.
• Registrų masyvą sudaro registrai. Registrai kurie programuotojui naudojami savavališkiems duomenims saugoti, yra žinomi kaip bendrosios paskirties registrai, o registrai, kurių programuotojas nenaudoja duomenims saugoti, yra žinomi kaip rezervuoti registrai. Registro ilgis yra žinomas kaip žodis kompiuterio ilgis.
• Įvesties-išvesties įrenginiai naudojami duomenims perduoti tarp mikrokompiuterių ir išorinių įrenginių.

Kaip gaminami mikroprocesoriai?

Mikroprocesorius gamina silicis arba germanis. Silicis ir germanis yra puslaidininkiai, beveik visus elektroninius komponentus gamina šie puslaidininkiai.

Mikroprocesoriaus kartos

Yra penkios šio procesoriaus kartos, kurios daugiausia apima:

• Pirmos kartos mikroprocesorius : Pirmosios kartos procesoriai yra 4 bitų mikroprocesoriai, pristatyti 1971 - 1972 m.
• Antra Kartos mikroprocesorius : Antrosios kartos procesoriai yra 8 bitų mikroprocesoriai, pristatyti 1973 m.
• Trečias Kartos mikroprocesorius : Trečiosios kartos procesoriai yra 16 bitų mikroprocesoriai, pristatyti 1978 m.
• Ketvirta Kartos mikroprocesorius : Ketvirtos kartos procesoriai yra 32 bitų mikroprocesoriai.
• Penkta Kartos mikroprocesorius : Penktosios kartos procesoriai yra 64 bitų mikroprocesoriai.

Mikroprocesoriaus darbas

Norėdami gauti išvestį, pirmasis mikroprocesorius atneša instrukcijas iš kompiuterio atminties, tada jas iššifruoja ir vykdo šias instrukcijas dvejetainiu pavidalu. Pateikto mikroprocesoriaus galia matuojama bitais.

Šis procesorius vykdo instrukciją atlikdamas šiuos veiksmus

mikroprocesoriaus veikimas

• Gaunama (jei): Tai yra pirmasis mikroprocesoriaus žingsnis, kuris pateikia instrukciją iš atminties.
• Dekodavimas (ID): Tai yra antrasis mikroprocesoriaus žingsnis, naudojamas dekoduoti instrukciją.
• Vykdoma (EX): Tai yra paskutinis šio procesoriaus žingsnis, vykdantis instrukcijas ir išvestį.

Mikroprocesorių tipai

Procesorių tipai yra parodyti žemiau esančiame paveikslėlyje.

• Vektoriniai procesoriai: Vektorių procesorius yra skirtas vektorių skaičiavimams ir tai yra operandų masyvas. Tai yra vektorių naudojimo procesas norint išsaugoti daugybę kintamųjų didelio intensyvumo duomenims apdoroti. Orų prognozavimas, žmogaus genomo kartografavimas, GIS duomenys yra keletas vektorinių procesorių pavyzdžių: IBM 390 / VF, DEC’S vax 9000 ir kt.
• Procesoriai arba SIMD procesoriai: Masyvo procesorius taip pat yra skirtas vektoriniams skaičiavimams ir tai yra vienos instrukcijos kelių duomenų (SIMD) procesorius. SIMD programos apima vaizdų apdorojimą, 3D atvaizdavimą, kalbos atpažinimą, tinklų kūrimą, DSP funkcijas ir kt.

mikroprocesoriaus tipai

• Skaliariniai ir superkaliariniai procesoriai: Procesorius, vykdantis skaliarinius duomenis, yra žinomas kaip skaliarinis procesorius. Skaliariniai procesoriai yra RISC skaliarinis procesorius arba CISC skaliarinis procesorius. Superskalarinis procesorius vykdo daugiau nei vieną instrukciją per laikrodžio ciklą ir turi kelis vamzdynus.
• Skaitmeniniai signalo procesoriai: Skaitmeniniai signalo procesoriai naudojami signalams apdoroti skaitmenine forma. DSP programos yra garso signalo apdorojimas, skaitmeninis vaizdo apdorojimas, vaizdo glaudinimas, garso glaudinimas, kalbos apdorojimas ir atpažinimas ir kt. Skaitmeniniai signalo procesoriai yra „Motorola 56000“, „National LM 32900“ ir kt.
• RISC procesoriai: Visa RISC forma yra sumažintas instrukcijų rinkinys. Šio procesoriaus instrukcijos nėra sudėtingos. Jis naudojamas aukščiausios klasės programose, tokiose kaip vaizdo apdorojimas, telekomunikacijos ir vaizdo apdorojimas.
• CISC procesoriai: Visa CISC forma yra sudėtingas instrukcijų rinkinys. Šio procesoriaus instrukcijos yra sudėtingos. Skaičiavimams atlikti reikalinga išorinė atmintis. CISC architektūra naudojama žemos klasės programose, tokiose kaip apsaugos sistemos, namų automatika ir kt.
• ASIC procesoriai: ASIC reiškia specifinius taikomuosius integrinius grandynus. Jis įgyvendinamas specialioms funkcijoms ar programoms.

Geriausios mikroprocesoriaus įmonės

Geriausios šio procesoriaus kompanijos yra „AMD“ (pažangūs mikro įrenginiai), „Intel“, „Nvidia“, „Marvell“ technologijų grupė, „Enoceangmbh“, „Ensilica“, ARM, „Adapteva“. „AMD“ (pažangių mikro įrenginių) kompanija neseniai įdiegė „AMD ryzen 9 3900x“, „AMD ryzen 5 2600x“ ir kt., O geriausias „Intel“ mikroprocesorius yra „Intel Core i9-9900k“.

Programos

Šio procesoriaus programose yra:

• Žaidimai
• Naršymas internete
• Kuriant dokumentus
• Matematiniai skaičiavimai
• Modeliavimas
• Nuotraukų redagavimas
• Buitinė technika
• Automobilių elektronikoje
• Matuojant
• Mobiliosios elektronikos srityje
• Į pastatų automatika ir pan

Privalumai

Šio procesoriaus privalumai yra šie

• Žema kaina
• Didelis greitis
• Mažas dydis
• Mažas energijos suvartojimas
• Universalus
• Patikimas
• Nešiojami
• Lengva įgyvendinti
• Lengva modifikuoti

Trūkumai

Šio procesoriaus trūkumai yra šie.

• Slankiojo kablelio operacijos nepalaikomos.
• Kartais jis gali perkaisti.

Taigi, visa tai yra mikroprocesorius . Kaip žinome, kad šis procesorius yra viena iš geriausių technologijų, kurią galima naudoti beveik visuose elektroniniuose gaminiuose. Jo naudojimas didėja kiekvieną dieną, palyginti su kitomis technologijomis, išlaidos yra mažesnės, o mikroprocesoriaus greitis didelis. Štai jums klausimas - ką šiuo metu naudoja išankstinis mikroprocesorius?