마이크로 프로세서 개념
Microprocessor모든 작업을 수행하는 컴퓨터의 두뇌입니다. 단일 IC (집적 회로) 또는 최대 몇 개의 IC에 CPU (중앙 처리 장치)의 모든 기능을 통합하는 컴퓨터 프로세서입니다. 마이크로 프로세서는 1970 년대 초에 처음 소개되었습니다. 4004는 인텔이 개인용 컴퓨터를 구축 할 때 사용한 최초의 범용 마이크로 프로세서였습니다. 저가의 범용 마이크로 프로세서의 도입은 현대 사회의 발전에 중요한 역할을했습니다.
마이크로 프로세서의 특성과 구성 요소를 자세히 살펴 보겠습니다.
마이크로 프로세서 특성
마이크로 프로세서는 일반 또는 특수 기능을 위해 설계 할 수있는 다목적 장치입니다. 노트북과 스마트 폰의 마이크로 프로세서는 범용이지만 그래픽 처리 또는 머신 비 전용으로 설계된 마이크로 프로세서는 특수한 것입니다. 모든 마이크로 프로세서에 공통적 인 몇 가지 특성이 있습니다.
이것은 마이크로 프로세서의 가장 중요한 정의 특성입니다.
- 시계 속도
- 명령어 세트
- 단어 크기
시계 속도
모든 마이크로 프로세서에는 internal clock명령을 실행하는 속도를 조절하고 다른 구성 요소와 동기화합니다. 마이크로 프로세서가 명령을 실행하는 속도를 호출합니다.clock speed. 클럭 속도는 MHz 또는 GHz 단위로 측정되며 1MHz는 초당 100 만 사이클을 의미하는 반면 1GHz는 초당 10 억 사이클에 해당합니다. 여기서 사이클은 단일 전기 신호 사이클을 의미합니다.
현재 마이크로 프로세서의 클럭 속도는 3GHz 범위이며, 이는 현재 기술이 얻을 수있는 최대치입니다. 이보다 더 빠른 속도는 칩 자체를 손상시킬 수있는 충분한 열을 생성합니다. 이를 극복하기 위해 제조업체는 칩에서 병렬로 작동하는 여러 프로세서를 사용하고 있습니다.
단어 크기
프로세서가 단일 명령어로 처리 할 수있는 비트 수를 word size. 워드 크기는 한 번에 액세스 할 수있는 RAM의 양과 마이크로 프로세서의 총 핀 수를 결정합니다. 차례로 총 입력 및 출력 핀 수는 마이크로 프로세서의 아키텍처를 결정합니다.
최초의 상용 마이크로 프로세서 Intel 4004는 4 비트 프로세서였습니다. 4 개의 입력 핀과 4 개의 출력 핀이 있습니다. 출력 핀의 수는 항상 입력 핀의 수와 같습니다. 현재 대부분의 마이크로 프로세서는 32 비트 또는 64 비트 아키텍처를 사용합니다.
명령어 세트
데이터에 대한 작업을 수행하기 위해 디지털 기계에 주어진 명령을 instruction. 마이크로 프로세서가 실행하도록 설계된 기본 머신 레벨 명령어 세트를instruction set. 이 지침은 이러한 유형의 작업을 수행합니다.
- 데이터 전송
- 산술 연산
- 논리적 작업
- 제어 흐름
- 입력 / 출력 및 기계 제어
마이크로 프로세서 구성 요소
최초의 마이크로 프로세서에 비해 오늘날의 프로세서는 매우 작지만 여전히 첫 번째 모델에서 바로 이러한 기본 부품을 가지고 있습니다.
- CPU
- Bus
- Memory
CPU
CPU는 매우 큰 규모의 집적 회로 (VLSI)로 제작되며 다음과 같은 부품이 있습니다.
Instruction register − 실행할 명령을 보유합니다.
Decoder − 명령어를 디코딩 (기계 수준 언어로 변환)하고 ALU (산술 논리 장치)로 전송합니다.
ALU − 산술, 논리, 메모리, 레지스터 및 프로그램 시퀀싱 작업을 수행하는 데 필요한 회로가 있습니다.
Register− 프로그램 처리 중에 얻은 중간 결과를 보관합니다. 레지스터에 액세스하는 것이 RAM에 액세스하는 것보다 거의 10 배 더 빠르기 때문에 RAM이 아닌 이러한 결과를 유지하는 데 레지스터가 사용됩니다.
버스
마이크로 프로세서 칩의 내부 부품을 연결하는 데 사용되는 연결선을 버스라고합니다. 마이크로 프로세서에는 세 가지 유형의 버스가 있습니다.
Data Bus− 메모리와 데이터를주고받는 라인을 데이터 버스라고합니다. 마이크로 프로세서의 워드 길이와 동일한 너비의 양방향 버스입니다.
Address Bus − CPU에서 메모리 또는 I / O 포트로 메모리 위치 또는 I / O 포트의 주소를 전달하는 단방향입니다.
Control Bus − 다음과 같은 제어 신호를 전달하는 라인 clock signals, interrupt signal 또는 ready signal제어 버스라고합니다. 양방향입니다. 장치가 처리 할 준비가되었음을 나타내는 신호가 호출됩니다.ready signal. 프로세스를 중단하도록 장치에 알리는 신호를interrupt signal.
기억
마이크로 프로세서에는 두 가지 유형의 메모리가 있습니다.
RAM− 랜덤 액세스 메모리는 전원이 꺼지면 지워지는 휘발성 메모리입니다. 모든 데이터와 명령어는 RAM에 저장됩니다.
ROM− 읽기 전용 메모리는 전원이 꺼진 후에도 데이터가 그대로 유지되는 비 휘발성 메모리입니다. 마이크로 프로세서는 원할 때 언제든지 읽을 수 있지만 쓸 수는 없습니다. 제조업체에서 부팅 순서와 같은 가장 중요한 데이터로 사전 프로그래밍되어 있습니다.