Эволюция микропроцессора - типы микропроцессоров

Микропроцессор - это не что иное, как ЦП, и это важный компонент компьютера. Это кремниевый чип, состоящий из миллионов транзисторов и других электронные компоненты которые обрабатывают миллионы инструкций в секунду. А Микропроцессор - универсальный чип , который совмещен с памятью и микросхемами специального назначения и предварительно запрограммирован программным обеспечением. Он принимает цифровые данные как i / p и обрабатывает их в соответствии с инструкциями, хранящимися в памяти. Микропроцессор имеет множество функций, таких как функции хранения данных, взаимодействие с различными другими устройствами и другие функции, связанные со временем. Но основная функция - отправлять и получать данные, чтобы компьютер работал нормально. В этой статье обсуждаются типы и эволюция микропроцессора . Пожалуйста, перейдите по этой ссылке для История микропроцессоров и поколение микропроцессоров

Эволюция микропроцессора

Микропроцессор стал более важной частью многих гаджетов. Развитие микропроцессоров было разделено на пять поколений, таких как первое, второе, третье, четвертое и пятое поколение, и характеристики этих поколений обсуждаются ниже.

Микропроцессор

Микропроцессоры первого поколения

Микропроцессоры первого поколения были представлены в 1971-1972 годах. Команды этих микропроцессоров обрабатывались последовательно, они считывали инструкцию, декодировали и затем выполняли ее. Когда инструкция микропроцессора была завершена, микропроцессор обновляет указатель инструкции и выбирает следующую инструкцию, выполняя эту последовательную операцию для каждой инструкции по очереди.

Микропроцессоры второго поколения

В 1970 году небольшое количество транзисторов было доступно на интегральных схемах микропроцессоров второго поколения. Примерами микропроцессоров второго поколения являются 16-разрядная арифметическая обработка 7 конвейерных команд, микропроцессор Motorola MC68000. Эти процессоры представлены в 1979 году, а Intel Процессор 8080 - еще один пример микропроцессора . Второе поколение микропроцессора определяется перекрывающимися этапами выборки, декодирования и выполнения. Когда первое поколение обрабатывается в исполнительном блоке, вторая инструкция декодируется, и выбирается третья инструкция.

Разница между микропроцессорами первого поколения и микропроцессорами второго поколения заключалась в основном в использовании новых полупроводниковых технологий для производства микросхем. Результатом этой технологии стало пятикратное увеличение инструкций, скорости, выполнения и более высокой плотности микросхем.

Микропроцессоры третьего поколения

Микропроцессоры третьего поколения были представлены в 1978 году и обозначены Intel 8086 и Zilog Z8000. Это были 16-битные процессоры с производительностью мини-компьютеров. Эти типы микропроцессоров отличались от микропроцессоров предыдущих поколений тем, что все основные производители рабочих станций начали разрабатывать свои собственные микропроцессорные архитектуры на базе ISC.

Микропроцессоры четвертого поколения

Поскольку многие отрасли промышленности перешли с коммерческих микропроцессоров на собственные разработки, микропроцессоры четвертого поколения имеют выдающийся дизайн с миллионом транзисторов. Передовые микропроцессоры, такие как Motorola 88100 и Intel 80960CA, могут выдавать и выводить из обращения более одной инструкции за такт.

Микропроцессоры пятого поколения

Микропроцессоры пятого поколения использовали разделенную суперскалярную обработку, и их конструкция вскоре превысила 10 миллионов транзисторов. В пятом поколении ПК - это крупномасштабный бизнес с низкой маржой, завоеванный одним микропроцессором.

23 декабря 1947 года в лаборатории Белла был изобретен транзистор, а в 1958 году Дж. Килби из Texas Instruments изобрел интегральную схему. Итак, Intel или INTegrated ELectronics изобрели первый микропроцессор.

Эволюция микропроцессора

4-битный микропроцессор

INTEL 4004/4040 был изобретен в 1971 году Стэнли Мазором и Тедом Хоффом. Тактовая частота этого микропроцессора составляет 740 кГц. Количество транзисторов, используемых в этом микропроцессоре, составляет 2300, а количество команд в секунду - 60K. Количество выводов этого микропроцессора - 16.

8-битный микропроцессор

• Процессор 8008 был изобретен в 1972 году. Тактовая частота этого микропроцессора составляет 500 кГц, а количество команд в секунду - 50 КБ.
• Микропроцессор 8080 был изобретен в 1974 году. Тактовая частота составляет 2 МГц. Количество используемых транзисторов составляет 60k, а выполнение инструкций в секунду в 10 раз быстрее по сравнению с процессором 8008.
• Микропроцессор 8085 был изобретен в 1976 году. Тактовая частота составляет 3 МГц. Количество используемых транзисторов - 6500, а количество команд в секунду - 769230. Количество выводов этого микропроцессора - 40.

16-битный микропроцессор

• Микропроцессор 8086 был изобретен в 1978 году. Тактовая частота составляет 4,77, 8 и 10 МГц. Количество используемых транзисторов составляет 29000, а количество инструкций в секунду - 2,5 миллиона. Количество выводов этого микропроцессора - 40
• Микропроцессор 8088 был изобретен в 1979 году, а количество инструкций в секунду составляет 2,5 миллиона.
• Микропроцессоры типа 80186 или 80188 были изобретены в 1982 году. Тактовая частота составляет 6 МГц.
• Микропроцессор 80286 был изобретен в 1982 году. Тактовая частота составляет 8 МГц. Количество используемых транзисторов составляет 134000, а количество инструкций в секунду - 4 миллиона. Количество выводов этого микропроцессора - 68.

32-битный микропроцессор

• Микропроцессор Intel 80386 был изобретен в 1986 году. Тактовая частота составляет от 16 МГц до 33 МГц. Количество используемых транзисторов - 275000. Количество выводов этого микропроцессора - 132 14X14 PGA.
• Микропроцессор Intel 80486 был изобретен в 1986 году. Тактовая частота составляет от 16 МГц до 100 МГц. Количество используемых транзисторов составляет 1,2 миллиона транзисторов, а количество команд в секунду составляет 8 КБ кэш-памяти. Количество контактов этого микропроцессора - 168 17X17 PGA (Pin Grid Array)
• Микропроцессор PENTIUM был изобретен в 1993 году. Тактовая частота составляет 66 МГц, а количество команд в секунду - 8-битная кэш-память для команд 8-битных данных. Количество контактов этого микропроцессора - 237 PGA.

64-битный микропроцессор

• Микропроцессор Intel Core 2 был изобретен в 2006 году. Тактовая частота составляет от 1,2 ГГц до 3 ГГц. Количество используемых транзисторов составляет 291 миллион, а количество инструкций в секунду составляет 64 КБ кэша L1 для каждого ядра 4 МБ кеш-памяти L2.
• Микропроцессоры i3, i5, i7 были изобретены в 2007, 2009, 2010 годах. 2. Тактовая частота составляет от 2 ГГц до 3,3 ГГц, от 2,4 ГГц до 3,6 ГГц и от 2,93 ГГц до 3,33 ГГц.

Эволюция микропроцессоров в различных приложениях

Следующие устройства были реализованы с использованием различных микропроцессоров. Итак, эволюция микропроцессора в различных приложениях обсуждается ниже.

Бизнес-калькулятор

В 1971 году был изобретен бизнес-калькулятор, такой как Unicom 141P. Это был один из ведущих устройств, включающих микропроцессор.

Commodore PET

В 1971 году этот ПЭТ был внедрен и признан главным универсальным домашним компьютером.

Стиральная машина

В 1977 году были запущены стиральные машины с управлением через ведущие микрочипы.

Аркадная мания

В 1980 году была запущена Arcade Maina. Namco основала Pac-Man на пути к США и положила начало новой тенденции.

Osborne 1 Ноутбук

В 1981 году был выпущен ноутбук Osborne 1 с пятью экранами и весом 10,7 кг. Для большинства современных ноутбуков это прадедушка.

Nintendo NES

В 1986 году консоли, как Nintendo Entertainment System, обновили игровой бизнес.

Демократизация вычислений

В 1991 году изобретение Персонального компьютера, а также бизнес-вычислений, поразило большое количество настольных компьютеров, ноутбуков и планшетов.

Мп3-плеер

В 1997 году был выпущен музыкальный проигрыватель, позволяющий наслаждаться музыкой в ​​современном стиле.

Ежевика

Популярность смартфонов выросла с запуском Blackberry 850 от RIM. Первый BB был доступен в 1999 году.

Apple iPod

В 2001 году был выпущен первый iPod, который дал перспективу создания музыки в формате MP3 для создания нового набора мелодий.

Планшет Microsoft Windows

В 2002 году был внедрен Microsoft Windows Tablet, и компании использовали эти вкладки для более полезных работ.

Нетбук

В 2008 году были выпущены нетбуки из-за небольшого размера и легкости устройства для выполнения простых работ, просмотра мультимедийного и интернет-контента.

Apple iPod

В 2010 году Tabs стали мейнстримом клиентов благодаря выпуску iPod.

Цифровые вывески

В 2011 году была изобретена система Digital Signage, которая стала первым из огромных новых применений микропроцессора. Устройства для учебных заведений с подключением к Интернету стали использоваться в повседневной жизни - от торговли и розничной торговли до сельского хозяйства и автомобилей.

Ультрабук

В 2011 году был реализован Ультрабук. Разработка ПК - это еще один гигантский шаг, подобный модным ультрабукам с высокопроизводительными вычислениями.

Типы микропроцессоров

Микропроцессоры подразделяются на пять типов, а именно: Микропроцессоры с комплексным набором команд CISC, микропроцессор с сокращенным набором команд RISC , ASIC - специализированные интегральные схемы, суперскалярные процессоры, микропроцессоры цифровых сигналов DSP.

Различные типы микропроцессоров

Микропроцессоры с комплексным набором команд

Краткий термин микропроцессоров со сложным набором команд - это CISM, и они классифицируют микропроцессоры, в которых заказы могут выполняться вместе с другими низкоуровневыми действиями. Эти типы процессоров выполняют различные задачи, такие как загрузка, выгрузка, вызов данных на карту памяти и вызов данных с карты памяти. Помимо этих задач, он также выполняет сложные математические вычисления в одной команде.

Микропроцессор с сокращенным набором команд

Краткий срок использования микропроцессора с сокращенным набором команд - RISC. Эти типы процессоров сделаны в соответствии с функцией, в которой микропроцессор может выполнять мелкие задачи в определенных командах. Таким образом, эти процессоры выполняют больше команд с большей скоростью.

Суперскалярные микропроцессоры

Суперскалярный процессор копирует аппаратное обеспечение процессора для одновременного выполнения различных задач. Эти процессоры могут использоваться для ALU или умножителей. У них разные рабочие блоки, и эти процессоры могут выполнять более одной команды, непрерывно передавая несколько инструкций дополнительным рабочим блокам внутри процессора.

Интегральная схема для конкретного приложения

Короткий срок Специализированный процессор интегральной схемы это ASIC. Эти процессоры используются для определенных целей, включая контроль выбросов в автомобилях или компьютер персонального цифрового помощника. Этот тип процессора сделан с соответствующими спецификациями, но, помимо них, он также может быть изготовлен с готовыми шестеренками.

Мультипроцессоры цифровых сигналов

Цифровые сигнальные процессоры также называются DSP, эти процессоры используются для кодирования и декодирования видео или для преобразования D / A (из цифрового в аналоговый) и A / D ( аналоговый в цифровой ). Им нужен микропроцессор, который отлично справляется с математическими вычислениями. Чипы этого процессора используются в радарах, домашних кинотеатрах, сонарах, аудиосистемах, телевизионных приставках и мобильных телефонах.

Есть множество компаний, таких как Intel, Motorola, DEC (Digital Equipment Corporation), TI (Texas Instruments), связанных со многими микропроцессорами, такими как микропроцессоры 8085, ASIC, CISM, RISC, DSP и микропроцессоры 8086, такие как Intel

особенности

Главный особенности микропроцессора включая следующее.

Портативный

Микропроцессоры портативны из-за размера, а также меньшего энергопотребления.

Бюджетный

Микропроцессоры доступны по более низкой цене благодаря технологии IC. Таким образом, эта технология снизит стоимость компьютерной системы.

Универсальный

Микропроцессор универсален, поэтому его можно использовать для различных приложений.

Надежный

Микропроцессоры надежны, поэтому количество отказов меньше из-за полупроводниковой технологии.

Маленький размер

Изготовление микропроцессоров может быть выполнено на очень небольшом пространстве из-за используемых технологий, таких как VLSI и ULSI. Таким образом, размер компьютерной системы будет уменьшен.

Высокоскоростной

Микропроцессоры работают очень быстро из-за используемой технологии, поэтому каждую секунду они выполняют ряд инструкций.

Низкое энергопотребление

Микропроцессоры потребляют мало энергии из-за технологии MOS.

Низкое тепловыделение

Микропроцессоры не могут выделять огромное количество тепла по сравнению с устройствами на электронных лампах, потому что в них используется полупроводниковая технология.

Основные термины

В основные термины, используемые в основном в микропроцессорах обсуждаются ниже.

Набор инструкций

Набор команд можно определить как набор команд, понятных микропроцессору. Это грань между программным обеспечением и оборудованием.

Автобус

Проводники, которые используются для передачи данных, в противном случае адресуют управляющую информацию для разнородных элементов внутри микропроцессора. Он включает три типа шин: шину данных, шину управления и шину адреса.

МПК

IPC означает «Инструкций на цикл». Это расчет того, сколько команд ЦП может выполнить за один такт.

Тактовая частота

Когда нет. Операций за каждую секунду может выполнять процессор, известный как тактовая частота. Скорость CLK может быть выражена в МГц (мегагерцах) или в ГГц (гигагерцах). Альтернативное название для этого - тактовая частота.

Пропускная способность

Кратковременный термин ширины полосы пропускания - BW, и его можно определить как no. битов, которые могут быть обработаны в одной инструкции.

Длина слова

Длина слова не что иное, когда нет. бит может обрабатываться процессором за раз. Например, 8-битный микропроцессор используется для одновременной обработки 8-битных данных. Диапазон длины слова процессора составляет от 4 до 64 бит в зависимости от типа микрокомпьютера.

Типы данных

Микропроцессор в основном поддерживает несколько типов данных, таких как ASCII, двоичные, знаковые и беззнаковые числа.

Преимущества и недостатки микропроцессоров

Преимущества микропроцессоров:

• Скорость обработки высокая
• Разведка была доведена до систем
• Гибкий.
• Компактный размер.
• Простота обслуживания
• Сложная математика

Некоторые из недостатков микропроцессора заключаются в том, что он может перегреваться, а ограничение микропроцессора влияет на размер данных.

Приложения микропроцессоров в основном связаны с контроллерами в бытовой технике, беспроводная связь оборудование, офисные издания и автоматизация, бытовая электроника, калькуляторы, система учета, видеоигры, промышленные контроллеры , и системы сбора данных

Таким образом, речь идет о типах и эволюции микропроцессоров. Наличие микропроцессора с низким энергопотреблением, низкой стоимостью, небольшим весом и вычислительными возможностями делает его полезным в различных приложениях. В настоящее время в продукте автоматического тестирования используются микропроцессорные системы. системы управления светофорами , инструкции, регулировка скорости двигателя s и т. д. Кроме того, любые сомнения относительно этой эволюции микропроцессорных изделий или электронные и электрические проекты , пожалуйста, оставьте свои комментарии в поле для комментариев. Вот вам вопрос, какой стек используется в микропроцессоре 8085?

Не пропустите: узнайте о разница между микропроцессором и микроконтроллером .

Фото:

• Эволюция микропроцессора. bhs4