Vad är en mikroprocessor: Generationer och dess typer

Den första Mikroprocessor som Intel 4004 uppfanns av Ted Hoff, Masatoshi Shima, Federico Faggin och Stanley Mazor. Storleken på dessa processorer är 8bit-processorer (den läser eller skriver bara 1 byte åt gången), 16bit (den läser eller skriver bara 2bytes åt gången), 32bit (den läser eller skriver bara 4 byte åt gången) och 64bit ( den läser eller skriver den enda byten åt gången). Den utför alla funktioner eller funktioner beror på programmet som skrivs på monteringsspråket av programmeraren och dess livstid är mer än 3000 timmar. Nästan alla hushållselektronikprodukter innehåller en mikroprocessor, några exempel är tvättmaskiner, kylskåp, gejsrar, larmsystem, mikrovågsugn, bärbara datorer etc.

Vad är en mikroprocessor?

Mikroprocessorn används mest i inbäddade kontrollapplikationer till exempel hushållsapplikationer, bilar och kringutrustning till datorer. Det är en integrerad elektrisk krets som styr alla funktioner i CPU, eller centralbehandlingsenhet, på en dator eller andra digitala enheter. Hela CPU-funktionen styrs av en enda integrerad krets som accepterar binär data som ingång och bearbetar att data enligt givna instruktioner sedan genererar utgången. Denna processor innehåller miljontals små komponenter som transistorer , register och dioder. Blockdiagrammet för denna processor visas i figuren nedan.

mikroprocessor-block-diagram

Komponenter i mikroprocessorn

Komponenter i denna processor är ALU, styrenhet, ingångsutmatningsenheter och registermatris.

• ALU (aritmetisk logikenhet) utför både aritmetiska och logiska operationer. Aritmetiska operationer som addition, subtraktion, multiplikationer, divisioner och logiska operationer som NOR, AND, NAND, OR, XOR, NOT, XNOR, etc.
• Styrenheten används för att styra instruktionerna och den genererar signaler för att driva de andra komponenterna.
• Registermatrisen består av register. Register som används av programmeraren för att lagra godtyckliga data är kända som allmänna register och de register som inte används av en programmerare för att lagra data är kända som de reserverade registren. Registrets längd är känd som datorns ordlängd.
• Ingångsutgångsenheter används för att överföra data mellan mikrodatorer och externa enheter.

Hur tillverkas mikroprocessorer?

Mikroprocessorerna är tillverkade av kisel eller germanium. Kisel och germanium är halvledare, nästan alla elektroniska komponenter tillverkas av dessa halvledare.

Generationer av mikroprocessor

Det finns fem generationer av denna processor som huvudsakligen innehåller följande.

• Första generationens mikroprocessor : Första generationens processorer är 4-bitars mikroprocessor som introducerades 1971 - 1972.
• Andra Generations mikroprocessor : Andra generationens processorer är 8-bitars mikroprocessor som introducerades 1973.
• Tredje Generations mikroprocessor : Tredje generationens processorer är 16-bitars mikroprocessor som introducerades 1978.
• Fjärde Generations mikroprocessor : Fjärde generationens processorer är 32-bitars mikroprocessorer.
• Femte Generations mikroprocessor : Femte generationens processorer är 64-bitars mikroprocessor.

Arbeta med mikroprocessor

För att få utdata hämtar den första mikroprocessorn instruktionerna från datorminnet och avkodar den sedan och utför instruktionerna som ett resultat i binär form. Effekten hos den givna mikroprocessorn mäts i termer av bitar.

Denna processor kör instruktionen med följande steg

bearbetning av mikroprocessor

• Hämtar (IF): Det är det första steget i mikroprocessorn som hämtar instruktionen från minnet.
• Avkodning (ID): Det är det andra steget i mikroprocessorn som används för att avkoda instruktionen.
• Exekvering (EX): Det är det sista steget i denna processor som kör instruktionerna och utdata.

Typer av mikroprocessorer

Typer av processorer visas i figuren nedan.

• Vektorprocessorer: Vektorprocessorn är utformad för vektorberäkningar och det är en uppsättning operander. Det är processen att använda vektorer för att lagra ett stort antal variabler för databehandling med hög intensitet. Väderprognoser, mänsklig genomkartning, GIS-data är några exempel på vektorprocessorer är IBM 390 / VF, DEC'S vax 9000, etc.
• Processorer eller SIMD-processorer: En arrayprocessor är också utformad för vektorberäkningar och det är en SIMD-processor (single instruction multiple data). Tillämpningarna av SIMD inkluderar bildbehandling, 3D-rendering, taligenkänning, nätverk, DSP-funktioner etc.

typer av mikroprocessor

• Scalar- och Superscalar-processorer: Processorn som kör skalardata kallas en skalarprocessor. Scalar-processorer är kanske RISC skalarprocessor eller CISC skalarprocessor. Den superscalar processorn kör mer än en instruktion per klockcykel och den har flera rörledningar.
• Digitala signalprocessorer: Digitala signalprocessorer används för att bearbeta signaler i digital form. Tillämpningar av DSP är ljudsignalbehandling, digital bildbehandling, videokomprimering, ljudkomprimering, talbehandling och igenkänning etc. Digitala signalprocessorer är Motorola 56000, nationell lm 32900 etc.
• RISC-processorer: Den fullständiga formen av RISC är reducerad instruktionsdator. Instruktionerna i denna processor är inte komplicerade. Den används i avancerade applikationer som videobearbetning, telekommunikation och bildbehandling.
• CISC-processorer: Den fullständiga formen av CISC är en komplex instruktionsdator. Instruktionerna i denna processor är komplicerade. Det kräver ett externt minne för beräkningar. CISC-arkitekturen används i avancerade applikationer som säkerhetssystem, hemautomation etc.
• ASIC-processorer: ASIC står för applikationsspecifika integrerade kretsar. Den implementeras för specialfunktioner eller applikationer.

Microprocessors bästa företag

AMD (avancerade mikroenheter), Intel, Nvidia, Marvell-teknikgruppen, Enoceangmbh, Ensilica, ARM, Adaptevaare några av de bästa företagen i denna processor. AMD (avancerade mikroenheter) företaget implementerade nyligen AMD ryzen 9 3900x, AMD ryzen 5 2600x, etc och Intel bästa mikroprocessor är Intel core i9-9900k.

Applikationer

Applikationerna för denna processor inkluderar följande.

• Spel
• webbsurfande
• Skapa dokument
• Matematiska beräkningar
• Simuleringar
• fotoredigering
• Hushållsapparater
• Inom fordonselektronik
• Vid mätning
• Inom mobil elektronik
• I byggnadsautomation etc

Fördelar

Fördelarna med denna processor inkluderar följande

• Låg kostnad
• Hög hastighet
• Liten storlek
• Låg energiförbrukning
• Mångsidig
• Pålitlig
• Bärbara
• Lätt att implementera
• Lätt att ändra

Nackdelar

Nackdelarna med denna processor inkluderar följande.

• Flytpunktsåtgärder stöds inte.
• Ibland kan det bli överhettat.

Detta handlar alltså om en översikt över mikroprocessor . Som vi vet att denna processor är en av de bästa teknikerna som kan användas i nästan alla elektroniska produkter. Dess användning ökar dag för dag, jämfört med andra tekniker är kostnaden lägre och mikroprocessorns hastighet är hög. Här är en fråga till dig - vad använder mikroprocessorn för närvarande?