Навігація
Головна
 
Головна arrow Інформатика arrow Архітектура ЕОМ і систем
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

ОСНОВНІ КЛАСИ МІКРОПРОЦЕСОРІВ

За функціональною ознакою виділяють д в а класу мікропроцесорів:

  • універсальні мікропроцесори, або мікропроцесори загального призначення;
  • спеціалізовані мікропроцесори, серед яких найбільш широкого поширення набули мікроконтролери і цифрові сигнальні процесори (Digital Signal Processor - DSP). Мікропроцесори загального призначення. Цей клас процесорів призначений для вирішення широкого кола завдань обробки різноманітної інформації і знаходить застосування в персональних комп'ютерах, робочих станціях, серверах і інших цифрових системах масового застосування. Зазвичай це 32-розрядні мікропроцесори (хоча деякі мікропроцесори даного класу мають 64-розрядну або 128-розрядну структуру), які виготовляються за найсучаснішою промислової технології, що забезпечує максимальну частоту функціонування.

Деякі типи мікропроцесорів цього класу відносять до CISC- процесорам, оскільки використовують набір різноформатних команд з різними способами адресації. В їх внутрішню структуру може міститися RISC-ядро, що виконує перетворення надійшли команд в послідовність простих RISC-операцій. Інші типи мікропроцесорів цього класу безпосередньо реалізують RISC-архітектуру. У ряді останніх розробок (Itanium РА8500) успішно використовуються принципи VLIW-архітектури.

Практично всі сучасні універсальні мікропроцесори, як зазначалося вище, використовують гарвардську архітектуру з поділом потоків команд і даних за допомогою окремих блоків кеш-пам'яті. У більшості випадків вони мають суперскалярну структуру з кількома виконавчими конвеєрами (до 10 в сучасних моделях), кожен з яких містить до 20 ступенів.

Мікроконтролери. Цей клас спеціалізованих мікропроцесорів орієнтований на реалізацію пристроїв управління, вбудованих в різноманітну (в тому числі і в побутову) апаратуру, і розглянутий автором у іншій роботі 112]. Номенклатура мікроконтролерів обчислюється декількома тисячами типів, а загальний річний обсяг їх випуску становить мільярди примірників.

Особливістю мікроконтролерів є розміщення на одному кристалі, крім центрального процесора, внутрішньої пам'яті і великого набору периферійних пристроїв. До складу периферійних пристроїв зазвичай входять від одного до восьми 8-розрядних паралельних портів введення-виведення даних, один або два послідовних порту, таймерний блок, аналого-цифровий перетворювач, а також такі спеціалізовані пристрої, як блок формування сигналів з широтно-імпульсною модуляцією, контролер рідкокристалічного дисплея і ряд інших. Завдяки використанню внутрішньої пам'яті і периферійних пристроїв реалізовані на базі мікроконтролерів системи управління містять мінімальну кількість додаткових компонентів.

Для задоволення запитів споживачів випускається велика номенклатура мікроконтролерів, що прийнято поділяти на 8-, 16- і 32-розрядні. Основними сферами його застосування є промислова автоматика, автомобільна електроніка, вимірювальна техніка, теле-, відео- і аудіотехніка, засоби зв'язку, побутова апаратура. Для мікроконтролерів характерна Гарвардська архітектура, що має на увазі наявність

  • • окремої внутрішньої пам'яті для зберігання програм, в якості якої використовуються одноразово програмована ПЗУ (PROM) або електрично репрограмміруемом ПЗУ (EPROM, EEPROM або Flash);
  • • окремої внутрішньої пам'яті для зберігання даних, в якості якої використовується реєстровий блок, організований у вигляді декількох реєстрових банків, або ОЗУ.

У разі необхідності є можливість додатково підключати зовнішню пам'ять команд і даних обсягів.

Для підвищення продуктивності в багатьох моделях мікроконтролерів реалізовані принципи RISC-архітектури, що забезпечують виконання більшості команд за один такт машинного часу.

Цифрові сигнальні процесори. Цей клас спеціалізованих мікропроцесорів призначений для цифрової обробки надходять аналогових сигналів в реальному часі і докладно розглянуто в згаданій вище роботі [12]. Архітектура цифрових сигнальних процесорів (ЦСП) орієнтована на швидке виконання послідовності операцій множення-складання з накопиченням проміжного результату в регістрі-акумуляторі, що обумовлено особливістю алгоритмів обробки аналогових сигналів. Тому набір команд цих процесорів містить спеціальні команди MAC (Multiplication with Accumulation - множення з накопиченням), що реалізують ці операції.

Значення оцифрованого аналогового сигналу може бути представлено у вигляді числа з фіксованою або з плаваючою точкою. Відповідно до цього ЦСП діляться на два класи:

  • • процесори, обробні числа з фіксованою точкою. До цього класу належать більш прості і дешеві ЦСП - їх зазвичай обробляють 16- або 24-розрядні операнди, представлені у вигляді правильної дробу. Однак обмежена розрядність в ряді випадків не дозволяє забезпечити необхідну точність результатів;
  • • процесори, обробні числа з плаваючою точкою. Процесори цього класу проводять обчислення над 32 і 40-розрядними операндами і забезпечують більш високу точність результатів. Для підвищення продуктивності при виконанні специфічних операцій обробки сигналів в більшості ЦСП реалізується Гарвардська архітектура з використанням окремих шин для передачі адрес, команд і даних. У ряді ЦСП знайшли застосування також деякі риси VLIW-архітектури, для якої характерне поєднання в одній команді декількох операцій. Таке поєднання забезпечує обробку наявних даних і одночасне завантаження в виконавчий конвеєр нових даних для подальшої обробки.
 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук