Принцип работы микропроцессора

Характеристики микропроцессоров

Микропроцессор характеризуется:

1) тактовой частотой: указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет в 1 секунду. Тактовая частота измеряется в Мгц. Следует заметить, что разные модели МП выполняют одни и теже операции (например, сложение и умножение) за разное число тактов. Чем выше модель, тем, как правило, меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций;

2) разрядностью, т. е. максимальным числом одновременно обрабатываемых двоичных разрядов.

Разрядность МП обозначается m/n/k/ и включает:

m – разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому или иному классу процессоров;

n – разрядность шины данных, определяет скорость передачи информации;

k – разрядность шины адреса, определяет размер адресного пространства.

Например, МП i8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20;

3) объемом кэш-памяти, которая имеет два уровня: L1 – память 1-го уровня, находящаяся внутри основной микросхемы микропроцессора и работающая всегда на полной частоте микропроцессора; L2 – память 2-го уровня, кристалл, размещаемый на плате микропроцессора и связанный с ядром внутренней микропроцессорной шиной, может работать на полной или половинной частоте микропроцессора.

4) архитектурой. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы. Выделяют понятия микроархитектуры и макроархитектуры.

Микроархитектура микропроцессора – это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали.

Макроархитектура – это система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора.

Создание нового дизайна и макета

Тэд Хофф не был конструктором МОП-схем. Его роль заключалась в создании архитектуры и в дальнейшей поддержке продуктов. После определения набора команд проект был передан команде МОП-разработчиков, возглавляемой Федерико Фаджином. Работы велись очень быстро, и примерно за 9 месяцев были созданы 3 основных чипа. Последним из них в январе 1971 года появился микропроцессор Intel 4004.

По словам Стэна Мазора, заслуга Фаджина состояла в том то, что он осуществил инженерный дизайн, а Хоффа – в создании оригинальной концепции и архитектуры. Сам Мазор являлся своего рода посредником, который помогал, как мог, и делал то, что мог.

Федерико Фаджин разработал методологию проектирования МОП-структур с кремниевым затвором, используемых в произвольных логических схемах. Эта было необходимо, поскольку новая технология требовала другого дизайна, и особенно макета.

По словам Фаджина, он решил, что вместо того, чтобы отдельно проектировать логику, а затем схему, следует делать их вместе на одном листе. При этом необходимо учитывать расположение, насколько это возможно, чтобы проводники и транзисторы располагались как можно ближе к окончательной компоновке. Очевидно, для этого нужно было предварительно провести общее планирование чипа, чтобы знать размещение различных блоков. Именно тогда он и ​​уточнил методологию создания такого типа схем.

Проектирование нового процессора Intel и руководство проектом MCS-4 с начала разработки до производства мог осилить только тот, кто был способен внедрять инновации в технологию процесса, макетирование микросхем, схемотехнику, логический дизайн и компьютерную архитектуру. Фаджин приобрел такие навыки и знания через свое образование и опыт работы до того, как он присоединился к Intel. После окончания технического вуза в Виченце (Италия) он участвовал в разработке и создании небольшого транзисторного экспериментального компьютера с памятью на магнитных сердечниках в компании Olivetti в Борголомбардо (Италия) в возрасте 19 лет. Затем он с отличием окончил Университет Падуи и занялся разработкой технологии МОП, создав 2 коммерческие микросхемы, когда работал в SGS-Fairchild (теперь ST Micro). В 1968 г. он был направлен в Fairchild Semiconductor R&D в Пало-Альто (Калифорния), где создал технологию МОП с кремниевым затвором и др.

Типы корпусов микроконтроллеров

Внешних отличий МК от других микросхем нет. Кристаллы размещены в корпусах с определенным количеством выходов. Все МК выпускаются только в 3-х типах корпусов:

  • Корпус DIP имеет два ряда выводов. Расстояние между ними 2,54 мм. Выводы вставляются внутрь отверстий на контактных площадках.
  • Корпус SOIC. Он подходит для монтажа, который предполагает поверхностную припайку выходов к контактной площадке. Расстояние между выходами 1,27 мм.
  • Корпуса QFP (TQFP). Выводы расположены со всех сторон. Расстояние между ними в 3 раза меньше, чем в DIP. Корпус имеет квадратную форму. Предназначаются только для поверхностной пайки.
  • Корпус QFN. Самый маленький по сравнению с предыдущими. Контакты выходят в 6 раз чаще, чем в DIP. Имеют большое распространение в промышленном производстве, т. к. позволяют значительно уменьшить габариты выпускаемых приборов.

Каждый из корпусов имеет свои точки применения. Первые 3 могут использоваться радиолюбителями.

Возможно, вам также будет интересно

Все статьи цикла: Микропроцессор своими руками. Часть 1.1. Микропроцессор своими руками. Часть 1.2. Микропроцессор своими руками. Часть 2.1. Микропроцессор своими руками. Часть 2.2. Битовый процессор Микропроцессор своими руками. Часть 3.1. Ассемблер и софт-симулятор Микропроцессор своими руками. Часть 3.2. Ассемблер и софт-симулятор Микропроцессор своими руками. Часть 4.1. Как отладить встроенный в FPGA микроконтроллер? Микропроцессор своими руками.

Занятие 13. Языки описания аппаратуры. Язык описания аппаратуры Verilog HDL Все статьи цикла: Школа схемотехнического проектирования устройств обработки сигналов. Занятие 1. Алгоритмы, элементная база, способы реализации Школа схемотехнического проектирования устройств обработки сигналов. Занятие 2. Некоторые полезные мелочи, о которых почти никто никогда не пишет, опасаясь прослыть любителем банальных фактов Школа схемотехнического проектирования устройств обработки сигналов.

В этом номере журнала мы продолжим, а в следующем — завершим рассмотрение наиболее интересных для тематики нашей колонки материалов 40-й конференции ITC-2009, прошедшей 3–5 ноября прошлого года в Остине (Техас, США). Одним из докладов в разделе Boundary-Scan, вызвавшим значительный резонанс, был обзор применения технологий JTAG, выполненный Филиппом Гейгером (Philip Geiger) из Dell и Стивом Бутковичем (Steve Butkovich) из Cisco в рамках международной организации iNEMI (International Electronics Manufacturing Initiative).

Семейства микроконтроллеров

 Под ядром МК подразумевают набор определенных команд, цикличность работы процессора, организацию как памяти программ, так и баз данных, систему прерываний и базовый набор периферийных устройств (ПУ).

Различаются представители одного семейства между собой объемом памяти программ и баз данных, а также разнообразием ПУ.

Объединяют все МК в семейства одинаковость двоичного кода программирования.

Семейства делятся на:

  • MSC-51, производства Intel. Монокристальный МК на основе Гарвардской архитектуры. Основной представитель этого семейства 80С51, созданный по технологии CMOS. И хотя эти контроллеры разработаны еще в 80-х годах прошлого века, но до сих пор широко применяются. И сегодня многие компании, такие как Siemens, Philips и др. выпускают свои контроллеры с подобной архитектурой.
  • PIC (Microchip). МК Гарвардской архитектуры. В его основе лежит архитектура с сокращенным набором команд, встроенная память команд и данных, низкое энергопотребление. В это семейство входят более 500 различных МК (8-ми, 16-ти, 32-битные) с различными наборами периферии, памяти и прочими характеристиками.
  • AVR (Atmel). Высокоскоростные контроллеры разработаны на собственной архитектуре. Основой контроллера является Гарвардский RISC-процессор с самостоятельным доступом к памяти программ и баз данных (Flash ПЗУ). Каждый из 32 регистров общего назначения может работать как регистр-аккумулятор и совокупность 16-битных команд. Высокая производительность в 1 MIPS на каждый МГц тактовой частоты обеспечивается за счет порядка выполнения команд, который предусматривает выполнение одной команды и одновременную подготовку к следующей. Для поддержания своей продукции компания Atmel выпускает бесплатную и качественную среду разработки Atmel
  • ARM (ARM Limited) разработаны на собственной архитектуре. В семейство входят 32-х и 64-битовые МК. ARM Limited занимается только разработкой ядер и их инструментов, а лицензии на производство продает другим компаниям. Эти процессоры потребляют мало энергии, поэтому находят широкое применение в производстве мобильных телефонов, игровых консолей, маршрутизаторов и т. д. К компаниям, выкупившим лицензии, относятся: STMicroelectronics, Samsung, Sony Ericsson и др.
  • STM (STMicroelectronics). 8-разрядные контроллеры (STM8) относятся к категории высоконадежных с низким энергопотреблением изделий. В это же семейство входят контроллеры STM32F4 и STM Их основу составляет-32 битный Cortex. Такие контроллеры обладают отлично сбалансированной архитектурой и имеют большие перспективы развития.

Это не все семейства микроконтроллеров. Здесь мы привели только основные.

Принцип действия

Назначение микропроцессора заключается в считывании каждой команды из памяти, ее декодировании и выполнении.

ЦПУ обрабатывает данные согласно инструкциям программы в форме логических и арифметических операций. Информация извлекается из памяти или поступает из устройства ввода, и результат обработки сохраняется в памяти или доставляется на соответствующее устройство вывода так, как это указано в командах. Вот что такое микропроцессоры. Для выполнения всех указанных функций у них имеются различные функциональные блоки.

Такая внутренняя или организационная структура ЦПУ, определяющая его работу, называется его архитектурой.

Типичная схема устройства микропроцессора представлена ниже.

2. Основные понятия и термины

Микропроцессорная техника (МПТ)включает
технические и программные средства,
используемые для построения различных
микропроцессорных систем, устройств
и персональных микроЭВМ.

МикроЭВМ
– это цифровая ЭВМ, выполненная на
микропроцессорных БИС и имеющая
компактные размеры. Простейшая микроЭВМ
состоит из пяти частей: устройства
ввода,
устройства управления,
арифметико-логического
устройства, памяти
и устройства
вывода
.

Микропроцессор
(МП)
это
микросхема, выполняющая арифметические
и логические операции над данными и
осуществляющая программное управление
вычислительным процессом.

Микропроцессорный
комплект

(МПК), или серия микропроцессорных БИС
представляет собой набор взаимно
совместимых микросхем, позволяющих
разработку микроЭВМ, микропроцессорных
систем (МПС).

Микропроцессорной
системой

обычно называют функционально законченное
изделие, состоящее из одного или
нескольких микропроцессорных устройств,
выполненных на микропроцессорах или
микроконтроллерах.

Микропроцессорное
устройство

(МПУ) представляет собой функционально
и конструктивно законченное изделие,
состоящее из нескольких микросхем, в
состав которых входит микропроцессор;
оно предназначено для выполнения
определенного набора функций: получения,
обработки, передачи, преобразования
информации и управления.

Микроконтроллер
(МК)
представляет собой однокристальную
микро- ЭВМ с небольшими вычислительными
ресурсами и упрощенной системой команд,
ориентированной на выполнение процедур
логического управления различным
оборудованием, или, в общем случае,
системой команд, ориентированной на
удобное выполнение определенного типа
задач. Расширение сферы применения МК
привлекло к развитию их архитектуры за
счет размещения на кристалле модулей,
отражающих своими функциональными
возможностями специфику решаемых задач.
Такие модули называют периферийными.
По составу периферийных устройств
различают МК и интегрированный
процессор

(ИП). ИП определяет новый класс функционально
емких однокристальных устройств, по
количеству и составу периферийных
устройств уступающий МК и занимающий
промежуточное положение между МП и МК.

Логическая
организация микропроцессоров и МПС
направлена на достижение универсальности
применения, высокой производительности
вычислений. Логическую организацию МП
и МПС называют их архитектурой.

Встроенной
системой управления

называют систему управления, конструктивно
интегрированную в оборудование: станок,
робот, стиральную машину, принтер,
автомобиль и т.д.

Индустриальные
компьютеры

имеют развитый набор стандартных
устройств
сопряжения с объектом
(УСО) и являются универсальными средствами
управления для широкого круга объектов.

Промышленные
контроллеры

в отличие от однокристальных
микроконтроллеров содержат средства
адаптации языка программирования к
конкретной области применения и средства
объединения их в системы.

Универсальные
МП

предназначаются для применения в
вычислительных системах, персональныхЭВМ, рабочих
станциях и суперЭВМ.

Цифровые
сигнальные процессоры

(ЦСП) ориентированы на обработку в
реальном времени цифровых потоков,
образованных путем оцифрования аналоговых
сигналов.

Производители
МП и МК выпускают их в виде семейств,
имеющих общее процессорное ядро,
взаимодействующее с периферийными
устройствами различной номенклатуры.

Анализ
различных семейств МП, МК показывает,
что наиболее жизнеспособными являются
семейства, полученные путем селекции
в их длительном эволюционном развитии.

Вопросы и
задания

1.
1. Назовите основные устройства ЭВМ и
поясните их функциональное назначение.

1. 2. Изобразите
по памяти структурную схему ЭВМ.

1. 3. Дайте
определение понятий «микропроцессор»,
«микроконтроллер», «микропроцессорная
система», «семейство микропроцессорных
БИС».

1. 4. Каково
назначение и различие персональных и
индустриальных компьютеров?

1. 5. Каково
назначение однокристальных и промышленных
контроллеров?

1. 6. Поясните
понятие «встроенная микропроцессорная
система управления».

1. 7. Назовите
основных производителей МП и МК.

1. 8. Приведите
примеры использования МП и МК.

Работа микропроцессора на примере вычисления факториала

Рассмотрим работу микропроцессора на конкретном примере выполнения им простой программы, которая вычисляет факториал от числа «5». Сначала решим эту задачку «в тетради»:

факториал от 5 = 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120

На языке программирования C этот фрагмент кода, выполняющего данное вычисление, будет выглядеть следующим образом:

a=1;f=1;while (a < = 5){ f = f * a; a = a + 1;}

Когда эта программа завершит свою работу, переменная f будет содержать значение факториала от пяти.

Компилятор C транслирует (то есть переводит) этот код в набор инструкций языка ассемблера. В рассматриваемом нами процессоре оперативная память начинается с адреса 128, а постоянная память (которая содержит язык ассемблера) начинается с адреса 0. Следовательно, на языке данного процессора эта программа будет выглядеть так:

// Предположим, что a по адресу 128// Предположим, что F по адресу 1290 CONB 1 // a=1;1 SAVEB 1282 CONB 1 // f=1;3 SAVEB 1294 LOADA 128 // if a > 5 the jump to 175 CONB 56 COM7 JG 178 LOADA 129 // f=f*a;9 LOADB 12810 MUL11 SAVEC 12912 LOADA 128 // a=a+1;13 CONB 114 ADD15 SAVEC 12816 JUMP 4 // loop back to if17 STOP

Теперь возникает следующий вопрос: а как же все эти команды выглядят в постоянной памяти? Каждая из этих инструкций должна быть представлена в виде двоичного числа. Чтобы упростить понимание материала, предположим, что каждая из команд языка ассемблера рассматриваемого нами процессора имеет уникальный номер:

  • LOADA — 1
  • LOADB — 2
  • CONB — 3
  • SAVEB — 4
  • SAVEC mem — 5
  • ADD — 6
  • SUB — 7
  • MUL — 8
  • DIV — 9
  • COM — 10
  • JUMP addr — 11
  • JEQ addr — 12
  • JNEQ addr — 13
  • JG addr — 14
  • JGE addr — 15
  • JL addr — 16
  • JLE addr — 17
  • STOP — 18

Будем считать эти порядковые номера кодами машинных команд (opcodes). Их еще называют кодами операций. При таком допущении, наша небольшая программа в постоянной памяти будет представлена в таком виде:

// Предположим, что a по адресу 128// Предположим, что F по адресу 129Addr машинная команда/значение0 3 // CONB 11 12 4 // SAVEB 1283 1284 3 // CONB 15 16 4 // SAVEB 1297 1298 1 // LOADA 1289 12810 3 // CONB 511 512 10 // COM13 14 // JG 1714 3115 1 // LOADA 12916 12917 2 // LOADB 12818 12819 8 // MUL20 5 // SAVEC 12921 12922 1 // LOADA 12823 12824 3 // CONB 125 126 6 // ADD27 5 // SAVEC 12828 12829 11 // JUMP 430 831 18 // STOP

Как вы заметили, семь строчек кода на языке C были преобразованы в 18 строчек на языке ассемблера. Они заняли в ПЗУ 32 байта.

Шины

Микрокомпьютер оперирует двоичным кодом. Бинарная информация представлена двоичными цифрами, называемыми битами. Группа битов образует машинное слово (их количество зависит от конкретной реализации). Обычные размеры слова равны 4, 8, 12, 16, 32 и 64 бит. Байт и полубайт представляют собой набор из 8 и 4 бит соответственно.

Шины соединяют различные блоки устройства и позволяют им обмениваться машинными словами. Они выполнены в виде отдельного провода для каждого бита, что позволяет обмениваться всеми разрядами машинного слова одновременно. Обработка информации в ЦПУ также происходит параллельно. Таким образом, шины могут рассматриваться как магистрали передачи данных. Их ширина определяется количеством составляющих их сигнальных линий. По адресной шине ЦПУ передает адрес устройства ввода-вывода или ячейки памяти, к которой он хочет получить доступ. Этот адрес принимается всеми устройствами, подключенными к процессору. Но реагирует на него только то, которому был адресован запрос. Шина данных служит для отправки и приема информации из устройств ввода-вывода и памяти, в т. ч. команд. Очевидно, что она является двунаправленной, а адресная – однонаправленной. Шина управления используется для передачи и приема сигналов управления между микропроцессором и различными элементами системы.

Инструкции микропроцессора

Приведем список слов-команд языка ассемблера для условного простого процессора, который мы рассматриваем в качестве примера к нашему повествованию:

  • LOADA mem — Загрузить (load) регистр A из некоторого адреса памяти
  • LOADB mem — Загрузить (load) регистр B из некоторого адреса памяти
  • CONB con — Загрузить постоянное значение (constant value) в регистр B
  • SAVEB mem — Сохранить (save) значение регистра B в памяти по определенному адресу
  • SAVEC mem — Сохранить (save) значение регистра C в памяти по определенному адресу
  • ADD — Сложить (add) значения регистров A и B. Результат действия сохранить в регистре C
  • SUB — Вычесть (subtract) значение регистра B из значения регистра A. Результат действия сохранить в регистре C
  • MUL — Перемножить (multiply) значения регистров A и B. Результат действия сохранить в регистре C
  • DIV — Разделить (divide) значение регистра A на значение регистра B. Результат действия сохранить в регистре C
  • COM — Сравнить (compare) значения регистров A и B. Результат передать в тестовый регистр
  • JUMP addr — Перепрыгнуть (jump) к указанному адресу
  • JEQ addr — Если выполняется условие равенства значений двух регистров, перепрыгнуть (jump) к указанному адресу
  • JNEQ addr — Если условие равенства значений двух регистров не выполняется, перепрыгнуть (jump) к указанному адресу
  • JG addr — Если значение больше, перепрыгнуть (jump) к указанному адресу
  • JGE addr — Если значение больше или равно, перепрыгнуть (jump) к указанному адресу
  • JL addr — Если значение меньше, перепрыгнуть (jump) к указанному адресу
  • JLE addr — Если значение меньше или равно, перепрыгнуть (jump) к указанному адресу
  • STOP — Остановить (stop) выполнение

Английские слова, обозначающие выполняемые действия, в скобках приведены неспроста. Так мы можем видеть, что язык ассемблера (как и многие другие языки программирования) основан на английском языке, то есть на привычном средстве общения тех людей, которые создавали цифровые технологии.

Реальные инновации

Концептуализация первого процессора, ставшая основным вкладом Хоффа в проект 4004, происходила и в других компаниях. К такому же выводу пришли несколько групп независимо друг от друга. Поэтому главным в изобретении микропроцессора было создание экономически обоснованного продукта. Только один человек в мире знал, как сделать следующий шаг и перевести архитектуру в рабочий дизайн. Это был Федерико Фаджин. Без него первый микропроцессор никогда бы не был построен. Еще в Fairchild он изобрел технологию, которая легла в основу будущих устройств. После начала работы в компании «Интел», он исправил ошибки отсутствующего Хоффа, а затем сделал первый чип Intel 4004, после чего возглавил разработку 8008 и являлся главным архитектором 8080.

В то время инженеры знали, как создавать небольшие компьютеры, делать логический дизайн ЦПУ и создавать программы. Идея о микропроцессоре, т. е. о размещении на одном кристалле универсального компьютера, тоже витала в воздухе. Некоторые архитектуры уже были реализованы на нескольких МОП-микросхемах. Тем не менее, никто не знал, как установить 2300 транзисторов произвольной логики – минимально необходимое количество для простого процессора – в микросхему достаточно маленького размера, чтобы производство было дешевым, скорость работы была высокой, а рассеиваемая мощность достаточной для размещения в существующих корпусах.

Таким образом, реальная инновация в микропроцессоре заключалась в его компоновке на одном кремниевом чипе, поскольку все остальное было сделано раньше. И это удалось Фаджину без какой-либо значимой помощи со стороны Теда Хоффа и Стэна Мазора.

Единственный, кто ему помогал, – это инженер Busicom Масатоши Сима. Он пришел в Intel, чтобы проверить прогресс выполнения заказа через пару дней после того, как Фаджин был нанят на работу. Он понял, что за предыдущие 6 месяцев не было достигнуто никакого прогресса. Учитывая задержку в проекте и отсутствие какого-либо инженера Intel, способного помочь, Симе было разрешено остаться на 6 месяцев, чтобы ускорить работу. Однако он мало знал об интегральных схемах и, хотя он был очень полезным, все творческие решения принимал Фаджин. Начальник последнего, Лесли Вадаш, был так озабочен дизайном 1103 (первым 1024-битным динамическим ОЗУ, считавшегося будущим Intel), что не мог обеспечить технический контроль над проектом MCS-4. После успеха с 4004 Фаджин руководил внедрением 8008, а также задумал и определил архитектуры самых успешных из всех первых процессоров – 4040 и 8080.

Характеристики универсальных микропроцессоров:

* разрядность:
определяется максимальной разрядностью
целочисленных данных, обрабатываемых
за 1 такт, то есть фактически разрядностью
арифметико-логического устройства
(АЛУ);

* виды и
форматы обрабатываемых данных;

* система
команд, режимы адресации операндов;

* емкость
прямоадресуемой оперативной памяти:
определяется разрядностью шины адреса;

*
частота внешней синхронизации. Для
частоты синхронизации обычно указывается
ее максимально возможное значение, при
котором гарантируется работоспособность
схемы. Для функционально сложных схем,
к которым относятся и микропроцессоры,
иногда указывают также минимально
возможную частоту синхронизации.
Уменьшение частоты ниже этого предела
может привести к отказу схемы. В то же
время в тех применениях МП, где не
требуется высокое быстродействие,
снижение частоты синхронизации — одно
из направлений энергосбережения. В ряде
современных микропроцессоров при
уменьшении частоты он переходит в
<спящий режим>, при котором сохраняет
свое состояние. Частота синхронизации
в рамках одной архитектуры позволяет
сравнить производительность
микропроцессоров. Но разные архитектурные
решения влияют на производительность
гораздо больше, чем частота;

*
производительность: определяется с
помощью специальных тестов, при этом
совокупность тестов подбирается таким
образом, чтобы они по возможности
покрывали различные характеристики
микроархитектуры процессоров, влияющие
на производительность.

Универсальные
микропроцессоры принято разделять на
CISC — и RISC-микропроцессоры.
CISC-микропроцессоры
(Completed Instruction
Set Computing —
вычисления с полной системой команд)
имеют в своем составе весь классический
набор команд с широко развитыми режимами
адресации операндов. Именно к этому
классу относятся, например, микро
процессоры типа Pentium. В
то же время RISC-микропроцессоры
(reduced instruction
set computing —
вычисления с сокращенной системой
команд) используют, как следует из
определения, уменьшенное количество
команд и режимов адресации. Здесь прежде
всего следует выделить такие
микропроцессоры, как Alpha
21×64, Power PC.
Количество команд в системе команд —
наиболее очевидное, но на сегодняшний
день не самое главное различие в этих
направлениях развития универсальных
микропроцессоров. Другие различия мы
будем рассматривать по мере изучения
особенностей их архитектуры.

Однокристальные
микроконтроллеры (ОМК или просто МК)
предназначены для использования в
системах промышленной и бытовой
автоматики. Они представляют собой
большие интегральные схемы, которые
включают в себя все устройства, необходимые
для реализации цифровой системы
управления минимальной конфигурации:
процессор (как правило, целочисленный),
ЗУ команд, ЗУ данных, генератор тактовых
сигналов, программируемые устройства
для связи с внешней средой (контроллер
прерывания, таймеры-счетчики, разнообразные
порты ввода/вывода), иногда аналого-цифровые
и цифро-аналоговые преобразователи и
т. д. В некоторых источниках этот класс
микропроцессоров называется
однокристальными микро-ЭВМ (ОМЭВМ).

В настоящее
время две трети всех производимых
микропроцессорных БИС в мире составляют
МП этого класса, причем почти две трети
из них имеет разрядность, не превышающую
16 бит. К классу однокристальных
микроконтроллеров прежде всего относятся
микропроцессоры серии MCS-51
фирмы Intel и аналогичные
микропроцессоры других производителей,
архитектура которых де-факто стала
стандартом.

В заключение

4004 стал самым первым в истории процессором, сделанным по технологии кремниевого затвора. Это была самая передовая интегральная микросхема того времени. Ее создание требовало не только экстраординарных творческих способностей и навыков от дизайнера, но и глубокого знания новой технологии, которое мог иметь только ее разработчик. Кроме того, для успешного завершения проекта, который требовалось завершить за 10 месяцев из-за предыдущих невыполненных обязательств перед клиентом, были необходимы большое мужество, мотивация, навыки управления и устойчивая напряженная работа.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий