Микропроцессоры

Выполнили: Цвирко А.Г.

Дыбач Д.Н.
гр.106334
Руководитель: Бладыко Ю.В.

Коренной перелом - создание электронных микросхем на кремниевых кристаллах, которые

заменили транзисторы и которые назвали интегральными схемами. Со времени своего появления интегральные схемы делились на: малые, средние, большие и ультрабольшие ( МИС, СИС, БИС и УБИС соответственно ). Все больше и больше транзисторов удавалось поместить на всё меньших и меньших по размерам кристаллах. Следовательно ультрабольшая интегральная схема оказывалась не такой уж большой по размеру и огромной по своим возможностям. Поэтому процессоры созданы именно на основе УБИС . Развитие микропроцессоров в электронной индустрии проходило настолько быстрыми темпами, что каждая модель микропроцессора становилась маломощной с момента появления новой модели, а ещё через 2-3 года считалась устаревшей и снималась с производства.

компьютере, его "мозгом", является микропроцессор (рис. 1) - небольшая (в

несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. МП умеет производить сотни различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже сотен
миллионов операций в секунду.
В компьютерах типа IBM PC
используются МП фирмы
INTEL, а также совместимые
с ними МП других фирм.


Рис. 1 Микропроцессор

путем выполнения арифметических и логических операций;
программное управление работой устройств

компьютера.















Рис.1.2 Структурная схема микропроцессора

следующие совместно работающие устройства:
Устройство управления (УУ). Осуществляет координацию работы всех

остальных устройств, выполняет функции управления устройствами, управляет вычислениями в компьютере.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Так называется устройство для целочисленных операций. Арифметические операции обрабатываются при помощи АЛУ. Все операции в АЛУ производятся в регистрах - специально отведенных ячейках АЛУ. В процессоре может быть несколько АЛУ. Каждое способно исполнять арифметические или логические операции независимо от других, что позволяет выполнять несколько операций одновременно. Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические и логические действия. Логические операции делятся на две простые операции: "Да" и "Нет" ("1" и "0").

за корректную адресацию при загрузке или сохранении данных).
Математический сопроцессор

(FPU). Процессор может содержать несколько математических сопроцессоров. Математический сопроцессор персонального компьютера IBM PC позволяет ему выполнять скоростные арифметические и логарифмические операции, а также тригонометрические функции с высокой точностью.
Дешифратор инструкций (команд). Анализирует инструкции в целях выделения операндов и адресов, по которым размещаются результаты. Затем следует сообщение другому независимому устройству о том, что необходимо сделать для выполнения инструкции. Дешифратор допускает выполнение нескольких инструкций одновременно для загрузки всех исполняющих устройств.













Схема дешифратора Условное обозначение
дешифратора

для ускорения обмена данными между процессором и оперативной памятью, а

также для хранения копий инструкций и данных, которые недавно использовались процессором.
Кэш первого уровня (L1 cache). Кэш-память, находящаяся внутри процессора.
Кэш второго уровня (L2 cache). Также находится внутри процессора. Информация, хранящаяся в ней, но зато по объёму памяти он больше.
Основная память. Намного больше по объёму, чем кэш-память, и значительно менее быстродействующая.
Шина - это канал пересылки данных, используемый совместно различными блоками системы. Информация передается по шине в виде групп битов. Типы шин:
Шина данных.
Шина адресов.
Шина управления.
BTB (Branch Target Buffer) - буфер целей ветвления. В этой таблице находятся все адреса, куда будет или может быть сделан переход.

дополнительных ячеек памяти, а также внутренние носители информации микропроцессора. Некоторые

важные регистры имеют свои названия:
сумматор — регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции.
счетчик команд — регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти.
регистр команд — регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения.


















Схема регистра

кpисталле. Основные хаpактеpистики микpопpоцессоpа.
1. Тип микpопpоцессоpа.
В зависимости от типа используемого микpо­пpоцессоpа

и опpеделенных им аpхитектуpных особенностей компьютеpа pазличают пять классов ПК:
1. Компьютеpы класса XT;
2. Компьютеpы класса AT;
3. Компьютеpы класса 386;
4. Компьютеpы класса 486;
5. Компьютеpы класса Pentium.
2. Тактовая частота микpопpоцессоpа.
Тактовая частота микpопpоцессоpа - количество импульсов, создаваемых генеpатоpом за 1 секунду.
Влияет на скоpость pаботы микpопpоцессоpа. Чем выше тактовая частота, тем выше его быстpодействие.
3. Быстpодействие микpопpоцессоpа.
Быстpодействие микpопpоцессоpа - это число элементаpных опеpаций, выполняемых микpопpоцессоpом в единицу вpемени (опеpации/секунда).

котоpые могут обpабатываться или пеpедаваться одновpеменно.
5. Аpхитектуpа микpопpоцессоpа.

1. Микpопpоцессоpы с CISC аpхитектуpой.
CISC - Complex Instruction Set Computer - Компьютеp со сложной системой команд. Все микpопpоцессоpы фиpмы INTEL относятся к категоpии CISC.
2. Микpопpоцессоpы с RISC аpхитектуpой.
RISC - Reduced Instruction Set Computer - Компьютеp с сокpащенной системой команд.
3. Микpопpоцессоpы с MISC аpхитектуpой.MISC - Minimum Instruction Set Computer - Компьютеp с минимальной системой команд.
6. Тип коpпуса микpопpоцессоpа.
Микpосхемы совpеменных микpопpоцессоpов могут иметь пластма­совые или кеpамические коpпуса.
PQFP - Plastic Quard FlatPack Package
- микpопpоцессоpы в коpпусах этого типа впаиваются в системную плату, в pезультате чего замена микpопpоцессоpа становится невозможна.
ZIF - Zerro Insertion Force - с нулевым усилием сочленения
- такой тип коpпуса имеет специальный зажим, с помощью котоpого они легко изымаются из системной платы с небольшим усилием.
PGA - Pin Grid Array
- коpпус керамический и имеет позолоченные выводы, что и позволяет очень легко устанавливать его в специальное гнездо.

выводу, что процессор есть не что иное, как универсальный элемент

автоматики, который находит применение каждый раз, когда необходима реализовать алгоритм.