Микропроцессор - Классификация
Микропроцессор можно разделить на три категории:
RISC процессор
RISC означает Reduced Instruction Set Computer. Он предназначен для сокращения времени выполнения за счет упрощения набора команд компьютера. При использовании процессоров RISC каждая инструкция требует только одного тактового цикла для выполнения результатов с одинаковым временем выполнения. Это снижает эффективность, поскольку есть больше строк кода, следовательно, для хранения инструкций требуется больше оперативной памяти. Компилятору также нужно больше работать, чтобы преобразовать инструкции языка высокого уровня в машинный код.
Некоторые из процессоров RISC -
- Питание ПК: 601, 604, 615, 620
- Дек Альфа: 210642, 211066, 21068, 21164
- MIPS: TS (R10000) RISC-процессор
- PA-RISC: HP 7100LC
Архитектура RISC
Архитектура микропроцессора RISC использует высокооптимизированный набор инструкций. Он используется в портативных устройствах, таких как Apple iPod, из-за его энергоэффективности.
Характеристики RISC
Основные характеристики процессора RISC следующие:
Он состоит из простых инструкций.
Он поддерживает различные форматы типов данных.
Он использует простые режимы адресации и инструкции фиксированной длины для конвейерной обработки.
Он поддерживает регистр для использования в любом контексте.
Время выполнения одного цикла.
Инструкции «ЗАГРУЗИТЬ» и «СОХРАНИТЬ» используются для доступа к ячейке памяти.
Он состоит из большего количества регистров.
Он состоит из меньшего количества транзисторов.
CISC процессор
CISC означает Complex Instruction Set Computer. Он разработан для минимизации количества инструкций в программе, игнорируя количество циклов на инструкцию. Акцент делается на встраивании сложных инструкций непосредственно в оборудование.
Компилятору требуется очень мало работы для перевода языка высокого уровня в язык / машинный код уровня ассемблера, потому что длина кода относительно мала, поэтому для хранения инструкций требуется очень мало оперативной памяти.
Некоторые из процессоров CISC -
- IBM 370/168
- VAX 11/780
- Intel 80486
Архитектура CISC
Его архитектура предназначена для снижения стоимости памяти, поскольку для более крупных программ требуется больше памяти, что приводит к более высокой стоимости памяти. Чтобы решить эту проблему, количество инструкций в программе можно уменьшить, включив количество операций в одну инструкцию.
Характеристики CISC
- Разнообразие режимов адресации.
- Большее количество инструкций.
- Переменная длина форматов инструкций.
- Для выполнения одной инструкции может потребоваться несколько циклов.
- Логика декодирования инструкций сложна.
- Для поддержки нескольких режимов адресации требуется одна инструкция.
Специальные процессоры
Это процессоры, которые предназначены для каких-то специальных целей. Кратко обсуждаются некоторые из специальных процессоров -
Сопроцессор
Сопроцессор - это специально разработанный микропроцессор, который может выполнять свою конкретную функцию во много раз быстрее, чем обычный микропроцессор.
For example - Математический сопроцессор.
Некоторые математические сопроцессоры Intel -
- 8087-используется с 8086
- 80287-используется с 80286
- 80387-используется с 80386
Процессор ввода / вывода
Это специально разработанный микропроцессор, имеющий собственную локальную память, которая используется для управления устройствами ввода-вывода с минимальным использованием ЦП.
For example -
- Контроллер DMA (прямой доступ к памяти)
- Контроллер клавиатуры / мыши
- Контроллер графического дисплея
- Контроллер порта SCSI
Транспьютер (транзисторный компьютер)
Транспьютер - это специально разработанный микропроцессор с собственной локальной памятью и связями для подключения одного транспьютера к другому для межпроцессорной связи. Он был впервые разработан в 1980 году компанией Inmos и ориентирован на использование технологии СБИС.
Транспьютер может использоваться как однопроцессорная система или может быть подключен к внешним каналам связи, что снижает стоимость строительства и увеличивает производительность.
For example - 16-битные T212, 32-битные T425, процессоры с плавающей запятой (T800, T805 и T9000).
DSP (цифровой сигнальный процессор)
Этот процессор специально разработан для преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму. Это делается путем измерения уровня напряжения через равные промежутки времени и преобразования напряжения в этот момент в цифровую форму. Этот процесс выполняется схемой, называемой аналого-цифровым преобразователем, аналого-цифровым преобразователем или АЦП.
DSP содержит следующие компоненты -
Program Memory - В нем хранятся программы, которые DSP будет использовать для обработки данных.
Data Memory - В нем хранится информация, которую нужно обработать.
Compute Engine - Выполняет математическую обработку, обращаясь к программе из памяти программ и к данным из памяти данных.
Input/Output - Он подключается к внешнему миру.
Его приложения -
- Звук и синтез музыки
- Сжатие аудио и видео
- Обработка видеосигнала
- Ускорение 2D и 3D графики.
For example - Серия TMS 320 от Texas Instrument, например TMS 320C40, TMS320C50.